2018-2019学年度人教版选修1-1 2.4磁场对运动电荷的作用 教案(4)
2018-2019学年度人教版选修1-1 2.4磁场对运动电荷的作用 教案(4)第3页

和方向与速度方向有关。洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小。洛伦兹力永不做功。

  (六) 、带电粒子在磁场中的运动:

  【视频演示】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.

  [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.

  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(动画演示).

  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)

 ①.电子受到怎样的力的作用?这个力和电子的速度的关系是怎样的?(电子受到垂直于速度方向的洛伦兹力的作用.)

 ②.洛伦兹力对电子的运动有什么作用?(洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小)

 ③.洛伦兹力做功吗?(洛伦兹力对运动电荷不做功)

1.带电粒子在匀强磁场中的运动

(1)、运动轨迹:沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子,粒子在垂直磁场方向的平面内做匀速圆周运动,此洛伦兹力不做功.

  【注意】带电粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供。

  通过"思考与讨论",使学生理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径R和周期T与粒子所带电量、质量、粒子的速度、磁感应强度有什么关系。

  一为带电量q,质量为m ,速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,其半径R和周期T为多大?

[问题1]什么力给带电粒子做圆周运动提供向心力?[洛伦兹力给带电粒子做圆周运动提供向心力]

[教师推导]粒子做匀速圆周运动所需的向心力F=m是由粒子所受的洛伦兹力提供的,所以 qvB=mv2/ R由此得出R= T=可得T=

(2)、轨道半径和周期

带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径及周期公式.