20xx人教版高中物理選修3-1第3章6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(已修改)
2024-12-05 17:17 本頁面
【正文】 成才之路 物理 路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索 人教版 選修 31 磁場 第三章 6 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動 第三章 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1 課堂情景切入 2 知識自主梳理 3 重點(diǎn)難點(diǎn)突破 4 考點(diǎn)題型設(shè)計(jì) 5 課 時 作 業(yè) 8 易錯案例剖析 6 課堂知識構(gòu)建 7 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 ※※ 掌握帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動軌跡及做功情況 ※ 了解質(zhì)譜儀和回旋加速器的工作原理 課堂情景切入 ? 美國費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的回旋加速器直徑長達(dá) 2km，請你探究分析回旋加速器直徑為什么要這樣大？ 知識自主梳理 ?帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動 ? ? (1)洛倫茲力不改變帶電粒子速度的__________，或者說，洛倫茲力對帶電粒子不做功。 ? (2)洛倫茲力方向總與速度方向 __________，正好起到了向心力的作用。 大小 垂直 2 ． 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動 (1) 運(yùn)動特點(diǎn)：沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場中做 __ ________ 運(yùn)動。 (2) 半徑和周期公式：質(zhì)量為 m ，帶電荷量為 q ，速率為 v的帶電粒子，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動， 洛倫茲力提供向心力，即 q v B ＝m v2r，可得半徑公式 r ＝ ______ ，再由 T ＝2π rv得周期公式 T ＝ __________ ，由此可知帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期跟速率 v 和半徑 r ________ 。 m vqB 2π mqB 無關(guān) 勻速圓周 ?質(zhì)譜儀 ? 用來分析各種元素的同位素并測量其質(zhì)量及含量百分比的儀器。 ? 1． 構(gòu)造 ? 如圖所示，主要由以下幾部分組成： ? ① 帶電粒子注射器 ? ②加速電場 (U) ? ③ ___________________ ? ④ _____________ ? ⑤ 照相底片 速度選擇器 (B E) 偏轉(zhuǎn)磁場 (B2) 2 ． 原理 (1) 加速電場加速：根據(jù)動能定理： _______ ＝12m v2 (2) 勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)：洛倫茲力提供向心力： __ __ ____ ＝m v2r (3) 結(jié)論： r ＝ __________ ，測出半徑 r ，可以算出粒子的比荷qm或算出它的質(zhì)量。 1B2 mUq qU qvB ? ?回旋加速器 ? 2．工作原理 ? (1)電場的特點(diǎn)及作用 ? 特點(diǎn)：兩個 D形盒之間的窄縫區(qū)域存在____________的電場。 ? 作用：帶電粒子經(jīng)過該區(qū)域時被 ________。 ? (2)磁場的特點(diǎn)及作用 ? 特點(diǎn)： D形盒處于與盒面垂直的 ________磁場中。 ? 作用：帶電粒子在洛倫茲力作用下做__________運(yùn)動，從而改變運(yùn)動方向，________周期后再次進(jìn)入電場。 周期性變化 加速 勻強(qiáng) 勻速圓周 半個 重點(diǎn)難點(diǎn)突破 ? 一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動問題 ? 1． 圓心的確定 ? (1)已知入射方向和出射方向時，可通過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)分別作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心 (如圖 a所示，圖中 P為入射點(diǎn)， M為出射點(diǎn) )。 ? (2)已知入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的位置時，可以通過入射點(diǎn)作入射方向的垂線，連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作其中垂線，這兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心 (如圖 b所示，圖中 P為入射點(diǎn)， M為出射點(diǎn) )。 ? 2．帶電粒子在不同邊界磁場中的運(yùn)動 ? (1)直線
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