高中物理 第3章 磁場 6 帶電粒子在勻強磁場中的運動課件 新人教版選修3-1

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1、第 三 章 磁場6 帶 電 粒 子 在 勻 強 磁 場 中 的 運 動 掌握帶電粒子在勻強磁場中的運動軌跡及做功情況了解質譜儀和回旋加速器的工作原理 如圖是一臺粒子回旋加速器，它的直徑長達2km，請你探究分析回旋加速器直徑為什么要這樣大？ 1 知 識 自 主 梳 理2 重 點 難 點 突 破3 考 點 題 型 設 計4 易 錯 案 例 剖 析5 課 堂 知 識 結 構6 隨 堂 鞏 固 提 升7 課 時 作 業(yè) 知 識 自 主 梳 理 1洛 倫 茲 力 的 特 點(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。帶

2、 電 粒 子 在 勻 強 磁 場 中 的 運 動知 識 點 1大小垂直 2帶 電 粒 子 在 勻 強 磁 場 中 的 運 動(1)運動特點：沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，在勻強磁場中做_運動。勻速圓周無關 用來分析各種元素的同位素并測量其質量及含量百分比的儀器。1構 造如圖所示，主要由以下幾部分組成：帶電粒子注射器加速電場(U)_照相底片知 識 點 2 質 譜 儀速度選擇器(B1、E)偏轉磁場(B2) qUqvB 1構 造 圖知 識 點 3 回 旋 加 速 器 2工 作 原 理(1)電場的特點及作用特點：兩個D形盒之間的窄縫區(qū)域存在_的電場。作用：帶電粒子經過該區(qū)域時被_。(2)磁場

3、的特點及作用特點：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_運動，從而改變運動方向，_ 周期后再次進入電場。周期性變化加速勻強勻速圓周半個 重 點 難 點 突 破 1 圓 心 的 確 定(1)已知入射方向和出射方向時，可通過入射點和出射點分別作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖a所示，圖中P為入射點，M為出射點)。一 、 帶 電 粒 子 在 勻 強 磁 場 中 的 勻 速 圓 周 運 動 問 題 (2)已知入射點和出射點的位置時，可以通過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和出射點，作其中垂線，這兩條垂線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖b

4、所示，圖中P為入射點，M為出射點)。 2帶 電 粒 子 在 不 同 邊 界 磁 場 中 的 運 動(1)直線邊界(進出磁場具有對稱性，如圖所示) (2)平行邊界(存在臨界條件，如圖所示) (3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖所示) 1畫 軌 跡即確定圓心，幾何方法求半徑并畫出軌跡。2找 聯(lián) 系軌道半徑與磁感應強度、運動速度相聯(lián)系，偏轉角度與圓心角、運動時間相聯(lián)系，在磁場中運動的時間與周期、圓心角相聯(lián)系。3用 規(guī) 律即牛頓第二定律和圓周運動的規(guī)律，特別是周期公式、半徑公式。二 、 帶 電 粒 子 在 勻 強 磁 場 中 做 勻 速 圓 周 運 動 的 程 序 解 題 法 三 步 法 三

5、、 回 旋 加 速 器 解 析 ：不需要。因為粒子運動周期只與磁感應強度和比荷有關。 考 點 題 型 設 計 題 型 1 帶 電 粒 子 在 勻 強 磁 場 中 的 運 動 B 點 評 ：處理帶電粒子在有界磁場中的運動問題，首先是根據(jù)入射點與出射點畫出大致軌跡從而確定圓心、半徑，充分利用圓周運動中的邊角對稱關系解題。同時要充分利用好半徑公式與周期公式，因為無論求解m、q還是B、v0通常都是根據(jù)這兩個公式求解的。 D 題 型 2 關 于 質 譜 儀 和 回 旋 加 速 器 的 問 題 點 評 ：解答此類問題要做到：(1)對帶電粒子進行正確的受力分析和運動過程分析。(2)選取合適的規(guī)律，建立方程求

6、解。 D 題 型 3 帶 電 粒 子 在 復 合 場 中 的 運 動 (1)油滴在第三象限運動時受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的大小之比，并指出油滴帶何種電荷；(2)油滴在P點得到的初速度大?。?3)油滴在第一象限運動的時間。解 析 ： (1)根據(jù)受力分析(如圖)可知，油滴帶負電荷 (1)電場強度E的大小和方向；(2)小球從A點拋出時初速度v0的大??；(3)A點到x軸的高度h。 易 錯 案 例 剖 析 D A在Ekt圖像中應有t4t3t3t2t2t1B加速電壓越大，粒子最后獲得的動能就越大C粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動能一定越大 D要想粒子獲得的最大動能增大，可增加D形盒的面積易 錯 分 析 ：錯解1：誤認為隨著粒子的速率越來越大，粒子回旋的周期越來越小，錯選A；錯解2：誤認為粒子獲得的最大動能與加速電壓有關，錯選B；錯解3：誤認為粒子加速次數(shù)越多，粒子獲得的動能越大，錯選C。 課 堂 知 識 結 構 隨 堂 鞏 固 提 升 課 時 作 業(yè)