3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动教案

教学目标：

（一）知识与技能

1、理解洛伦兹力对粒子不做功。

2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动.

3、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题， 知道质谱仪的工作原理。

4、知道回旋加速器的基本构造、工作原理 、及用途 。

（二）过程与方法

通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场（电场、磁场）中的问题，培养学生的分析推理能力。

（三）情感态度与价值观

通过对本节的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新历程。

教学重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用来分析有关问题。

教学难点：1.粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。

2.综合运用力学、电磁学知识解决带电粒子在复合场中的问题。

教学用具：洛伦兹力演示仪、感应线圈、电源、多媒体等

教学过程：

（一）引入新课

［问题1］什么是洛伦兹力？［磁场对运动电荷的作用力］

［问题2］带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？［不一定，洛伦兹力的计算公式为F=qvBsinθ，θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角，当θ=90°时，F=qvB;当θ=0°时，F=0。］

［问题3］带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？今天我们来学习-带电粒子在匀强磁场中的运动

（二）新课教学

【演示】先介绍洛伦兹力演示仪的工作原理，由电子枪发出的电子射线可以使管内的低压水银蒸气发出辉光，显示出电子的径迹，后进行实验。（并说明相关问题104-105页）

教师进行演示实验.

［实验现象］在暗室中可以清楚地看到，在没有磁场作用时，电子的径迹是直线；在管外加上匀强磁场（这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的），电子的径迹变弯曲成圆形。

［教师引导学生分析得出结论］

当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。

带电粒子垂直进入匀强磁场中的受力及运动情况分析（动态课件）。

一是要明确所研究的物理现象的条件----在匀强磁场中垂直于磁场方向运动的带电粒子。二是分析带电粒子的受力情况，用左手定则明确带电粒子初速度与所受到的洛伦兹力在同一平面内，所以只可能做平面运动。三是洛伦兹力不对运动的带电粒子做功，它的速率不变，同时洛伦兹力的大小也不变。四是根据牛顿第二定律，洛伦兹力使运动的带电粒子产生加速度(向心加速度)

［出示投影］