课件88张PPT。第2讲 磁场对运动电荷的作用知识点 1 洛伦兹力、洛伦兹力的方向 Ⅰ
洛伦兹力公式 Ⅱ
1.洛伦兹力
磁场对_________的作用力。运动电荷2.洛伦兹力的方向
（1）判断方法:左手定则
磁感线从_____进入
四指指向___________的方向
拇指指向___________________的方向
（2）方向特点:F⊥B,F⊥v,即F垂直于_____决定的平面。（注
意:B和v不一定垂直）。掌心正电荷运动正电荷所受洛伦兹力B和v3.洛伦兹力的大小
F=_________,θ为v与B的夹角,如
图所示。
（1）v∥B时,θ=0°或180°,洛伦
兹力F=__。
（2）v⊥B时,θ=90°,洛伦兹力
F=____。
（3）v =0时,洛伦兹力F=__。 qvBsinθ0qvB0知识点 2 带电粒子在匀强磁场中的运动 Ⅱ
1.洛伦兹力的特点
洛伦兹力不改变带电粒子速度的_____,或者说,洛伦兹力对带
电粒子不做功。
2.粒子的运动性质
(1)若v0∥B,则粒子不受洛伦兹力,在磁场中做_____________。
(2)若v0⊥B,则带电粒子在匀强磁场中做_____________。大小匀速直线运动匀速圆周运动3.半径和周期公式知识点 3 质谱仪和回旋加速器 Ⅰ
1.质谱仪
(1)构造:如图所示,由粒子源、_________、_________和照相底
片等构成。 加速电场偏转磁场(2)原理:
①电场中加速:根据动能定理qU=
______。
②磁场中偏转:粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转,做匀速圆
周运动,根据牛顿第二定律得关系式qvB=
_____。
(3)应用:分析粒子的比荷 或质量,确定_______的存在。同位素2.回旋加速器
(1)构造:如图所示,D1、D2是半圆金属盒,D形盒的缝隙处接
_____电源。D形盒处于匀强磁场中。交流(2)原理:交流电的周期和粒子做圆周运动的周期_____,粒子在
做圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙,两盒间的电场
强度方向周期性地发生变化,粒子就会被一次一次地加速。相等（1）带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用。( )
（2）洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方
向不垂直。 ( )
（3）根据公式 说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期
T与v成反比。 ( )【思考辨析】（4）由于安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力也可能做功。 ( )
（5）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其运动半径与带电粒子的比荷有关。 ( )
（6）利用质谱仪可以测得带电粒子的比荷。 ( )
（7）经过回旋加速器加速的带电粒子的最大动能是由D形盒的最大半径、磁感应强度B、加速电压的大小共同决定的。( )分析:当带电粒子在磁场中静止或速度与磁场平行时，不受磁
场力的作用，故（1）错；洛伦兹力的方向始终与带电粒子的
速度方向垂直，故（2）错；由
可知带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T与v无关,
故（3）错；安培力对通电导线可做正功,可做负功，也可不做
功，但洛伦兹力永远不做功，故（4）错；
故（5）对；根据质谱仪原理可得 粒
子的比荷可以测得，故（6）对；经加速器加速的粒子的最大
动能为 可知与加速电压无关，故（7）错。考点 1 洛伦兹力与电场力的比较（三年2考）
对比分析
【考点解读】洛伦兹力与电场力的比较【典例透析1】 (2013·亳州模拟)
带电粒子以初速度v0从a点垂直y轴
进入匀强磁场,如图所示,运动中粒
子经过b点，Oa=Ob,若撤去磁场加
一个与y轴平行的匀强电场,仍以
v0从a点垂直y轴进入电场,粒子仍能过b点,那么电场强度E与磁
感应强度B之比为( )
A.v0 B.1 C.2v0 【解题探究】(1)带电粒子在匀强磁场中运动轨迹为圆，其运
动半径r=___。
(2)带电粒子在匀强电场中做___________。
①水平方向做_____________;
②竖直方向做_______________。Oa类平抛运动匀速直线运动匀加速直线运动【解析】选C。带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，则由
带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,则有
C正确。 【互动探究】 (1)典例透析1中带电粒子在电场和磁场中由a点运动到b点所用时间之比为多少？
(2)若带电粒子在电、磁场中运动时,仍从a点垂直y轴进入，穿过x轴时,射出点不同，但与x轴正向夹角均为θ，则电场强度E与磁感应强度B之比又为多少？【解析】(1)带电粒子在电场中运动时,时间为
带电粒子在磁场中运动时,时间为
所以t1∶t2=2∶π
(2)取Ob′=L,则带电粒子在匀强电场中
L=v0t带电粒子在匀强磁场中运动时，
所以E∶B=v0∶cosθ
答案:(1)2∶π (2)v0∶cosθ【总结提升】带电粒子在电、磁场中运动的区别
(1)带电粒子在匀强电场中常做类平抛运动，可采用运动的分解的方法来分析。
(2)带电粒子在匀强磁场中常做匀速圆周运动，可采用匀速圆周运动的相关规律分析。 考点 2 带电粒子在匀强磁场中的运动问题（三年5考）
解题技巧
【考点解读】
1.圆心的确定
（1）基本思路：与速度方向垂直的直线和图中弦的中垂线一
定过圆心。（2）两种常见情形：
①已知入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射点分别作
垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲a所示,图中P为入射点,M为出射点)。②已知入射点和出射点的位置时,可以先通过入射点作入射方向的垂线,再连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲b所示,图中P为入射点,M为出射点)。2.带电粒子在不同边界磁场中的运动
(1)直线边界（进出磁场具有对称性，如图乙）。(2)平行边界（存在临界条件，如图丙）。(3)圆形边界（沿径向射入必沿径向射出，如图丁）。3.半径的确定和计算
利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心角),并注意以下两个重要的几何特点:(1)粒子速度的偏向角φ等于圆心角α,并等于AB弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍(如图所示),即φ=α=2θ=ωt。
(2)相对的弦切角θ相等,与相邻的弦切角θ′互补,即θ+θ′
=180°。4.运动时间的确定
粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应
的圆心角为α时，其运动时间由下式表示：【典例透析2】 (2012·安徽高考)
如图所示，圆形区域内有垂直于纸
面向里的匀强磁场，一个带电粒子
以速度v从A点沿直径AOB方向射入
磁场，经过Δt时间从C点射出磁场，
OC与OB成60°角。现将带电粒子的速度变为 仍从A点沿原方
向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为( )
A. Δt B.2Δt
C. Δt D.3Δt【解题探究】（1）带电粒子以速度v在磁场中做匀速圆周运动
的圆心角的度数为_____；
（2）带电粒子以速度 在磁场中做匀速圆周运动时的半径为
速度为v时的___。60°【解析】选B。设磁场区域的半径为R，粒子的轨迹半径为r，粒子以速度v在磁场中运动的轨迹如图甲所示，则由几何关系知，
当粒子的速度为 时，运动轨迹如图乙所示。轨迹半径为
由图乙得 所以圆心角θ′=120°， 故选项B正确。【总结提升】 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动解题“三步法”
(1)画轨迹:即确定圆心,画出运动轨迹。
(2)找联系:轨道半径与磁感应强度、运动速度的联系,偏转角度与圆心角、运动时间的联系,在磁场中的运动时间与周期的联系。
(3)用规律:即牛顿运动定律和圆周运动的规律,特别是周期公式、半径公式。【变式训练】(2013·莆田模拟)如图所
示,一半径为R的圆形区域内有垂直于纸
面向里的匀强磁场,一质量为m,电荷量为
q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正
对着圆心O的方向射入磁场,从磁场中射出时速度方向改变了θ
角。磁场的磁感应强度大小为( ) 【解析】选B。粒子轨迹如图,根据几何关系 再根据
故B正确。【变式备选】（2012·江苏高考改编）如图所示，MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界。一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场。若粒子速度为v0，最远能落在边界上的A点。下列说法正确的有( )A.若粒子落在A点的左侧，其速度一定小于v0
B.若粒子落在A点的右侧，其速度一定大于v0
C.若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度可能小于
D.若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能大于
【解析】选B。只有当带电粒子垂直边界入射，且出射点离入
射点的距离为直径时才最远，设OA之间的距离为l,由
可得： 当出射点离入射点的最近距离为l-d时，
有 联立上式可知此时有最小速度
当出射点离入射点的最远距离为l+d时，有 联立上式可知此时有最大的垂直入射速度
考虑当入射速度不垂直边界入射时，要想达到最远距离l+d，
其速度可以比这个临界速度大，所以选项C、D错误，同理可以
判断出A错误，B正确。 考点 3 带电粒子在磁场中运动的实际应用（三年3考）
拓展延伸
【考点解读】
1.质谱仪的主要特征
将质量数不等,电荷数相等的带电粒子经同一电场加速后进入
偏转磁场。各粒子由于轨道半径不同而分离，其轨道半径
在上式中,B、U、q对同一
元素均为常量,故 根据不同的半径，就可计算出粒子的
质量或比荷。2.回旋加速器的主要特征
(1)带电粒子在两D形盒中回旋周期等于两盒狭缝之间高频电场
的变化周期,与带电粒子的速度无关。
(2)将带电粒子在两盒狭缝之间的运动首尾连起来是一个初速度为零的匀加速直线运动。(3)带电粒子每加速一次,回旋半径就增大一次,所以各半径之
比为
(4)粒子的最后速度 可见带电粒子加速后的能量取决
于D形盒的最大半径和磁场的强弱。【典例透析3】 (2012·天津高考)
对铀235 的进一步研究在核能的开
发和利用中具有重要意义。如图所
示,质量为m、电荷量为q的铀235
离子,从容器A下方的小孔S1不断飘
入加速电场,其初速度可视为零,然
后经过小孔S2垂直于磁场方向进入
磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动。离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为I,不考虑离子重力及离子间的相互作用。
(1)求加速电场的电压U;
(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M。【解题探究】(1)离子在电场中做匀加速直线运动，其动能定理表达式为_________。
(2)电流I的定义式为I=___。
【解析】(1)离子在电场中加速的过程中，由动能定理得:
①
离子进入磁场后做匀速圆周运动，则: ②
联立①②式解得: ③（2）在t时间内收集到的离子的总电荷量为
Q=It ④
这些离子个数为 ⑤
离子的总质量为 ⑥
联立④⑤⑥式解得:
答案:【总结提升】洛伦兹力应用问题的分析方法
（1）回旋加速器中经常遇到的问题是粒子获得的最大动能、加速的次数、运动时间等,分析的方法是电场对粒子加速,每次做功相同,粒子在磁场中做匀速圆周运动,周期相同,其半径最大时动能最大。
（2）质谱仪中粒子在磁场中运动的轨迹不同,其原因是粒子的质量不同。【变式训练】回旋加速器是用于
加速带电粒子流，使之获得很大
动能的仪器，其核心部分是两个
D形金属扁盒，两盒分别和一高
频交流电源两极相接，以便在盒
间狭缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭缝都得到加速；两
盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出的粒子电荷量为q、质量为m，粒子最大回旋半径为Rm，磁场的磁感应强度为B,其运动轨迹如图所示，问：（1）粒子在盒内磁场中做何种运动？
（2）粒子在两盒间狭缝内做何种运动？
（3）所加交变电压频率为多大？粒子运动角速度为多大？
（4）粒子离开加速器时速度为多大？【解析】（1）D形盒由金属导体制成，可屏蔽外电场,因而盒内无电场。盒内存在垂直盒面的磁场，故粒子在盒内磁场中做匀速圆周运动。
（2）两盒间狭缝内存在匀强电场，且粒子速度方向与电场方向在同一条直线上，故粒子做匀加速直线运动。（3）粒子在电场中运动时间极短，高频交变电压频率要符合
粒子回旋频率
（4）因粒子最大回旋半径为Rm,故
答案:(1)匀速圆周运动 (2)匀加速直线运动【备选例题】
【典例透析】如图甲所示，MN为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、O′正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。有一群正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场。已知正离子质量为m、带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力。求：（1）磁感应强度B0的大小。
（2）要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v0的可能值。【规范解答】设垂直于纸面向里的磁场方向为正方向。
（1）正离子射入磁场，洛伦兹力提供向心力
做匀速圆周运动的周期
由两式得磁感应强度（2）要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场，v0的方向应如图所示，两板之间正离子只运动一个周期即T0时，
有
当两板之间正离子运动n个周期，即nT0时，
联立求解，得正离子的速度的可能值为带电粒子在有界磁场中的磁偏转模型
1.模型概述
带电粒子在有界磁场中的偏转问题一直是高考的热点，此类模型较为复杂，常见的磁场边界有单直线边界、双直线边界、矩形边界和圆形边界等。因为是有界磁场，则带电粒子运动的完整圆周往往会被破坏，可能存在最大、最小面积,最长、最短时间等问题。2.模型分类
（1）单直线边界型
当粒子源在磁场中,且可以向纸面内各个方向以相同速率发射
同种带电粒子时以图甲中带负电粒子的运动为例。
规律要点
①最值相切:当带电粒子的运动轨迹小于 圆周且与边界相切
时(如图甲中a点),切点为带电粒子不能射出磁场的最值点(或
恰能射出磁场的临界点)。②最值相交:当带电粒子的运动轨迹等于 圆周时,直径与边界
相交的点(如图甲中的b点)为带电粒子射出边界的最远点(距O
最远)。（2）双直线边界型
当粒子源在一条边界上向纸面内各个方向以相同速率发射同一种粒子时,以图乙中带负电粒子的运动为例。
规律要点
①最值相切:粒子能从另一边界射出的上、下最远点对应的轨道分别与两直线相切,如图乙所示。②对称性:过粒子源S的垂线为ab的中垂线。
在图乙中，a、b之间有带电粒子射出，
可求得
最值相切规律可推广到矩形区域磁场中。（3）圆形边界类型
①圆形磁场区域规律要点
a.相交于圆心：带电粒子沿指向圆心的方向进入磁场，则出磁场时速度矢量的反向延长线一定过圆心，即两速度矢量相交于圆心，如图甲所示。b.直径最小：带电粒子从直径的一个端点射入磁场，则从该直径的另一端点射出时，圆形磁场区域面积最小，如图乙所示。
②环状磁场区域规律要点
a.径向出入：带电粒子沿（逆）半径方向射入磁场，若能返回同一边界，则一定逆（沿）半径方向射出磁场。
b.最值相切：当带电粒子的运动轨迹与圆相切时，粒子有最大速度vm而磁场有最小磁感应强度B，如图丙所示。【典例】如图所示，两个同心圆，半径分别为r和2r，在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。圆心O处有一放射源，放出粒子的质量为m，带电量为q，假设粒子速度方向都和纸面平行。（1）图中箭头表示某一粒子初速度的方向，OA与初速度方向夹角为60°，要想使该粒子经过磁场后第一次通过A点，则初速度的大小是多少？
（2）要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少？ 【深度剖析】（1）如图所示，设粒子在磁场中的轨道半径为R1，则由几何关系得
（2）如图所示，设粒子轨迹与磁场外边界相切时，粒子在磁
场中的轨道半径为R2，则由几何关系有故要使粒子不穿出环形区域，粒子的初速度不能超过
答案:【名师指津】在研究带电粒子在磁场中运动时的临界问题时应注意以下两点：
(1)关注题目中一些特殊词语如“恰好”“刚好”“最大”“最小”“最高”“至少”，挖掘隐含条件，探求临界状态或位置。
（2）时间极值：①当速率v一定时，弧长(弦长)越长，圆周角越大，则带电粒子在有界磁场中运动时间越长。
②当速率不同时，圆周角大的运动时间长。【变式训练】如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。现从矩形区域ad边的中点O处，垂直磁场射入一速度方向与ad边夹角为30°、大小为v0的带电粒子。已知粒子质量为m，电荷量为q,ad边长为l，重力影响不计。（1）试求粒子能从ab边射出磁场的v0值；
（2）在满足粒子从ab边射出磁场的条件下，粒子在磁场中运动的最长时间是多少？【解析】由于磁场边界的限制，
粒子从ab边射出磁场时速度有一
定范围，当v0有最小值v1时，粒
子轨迹恰与ab边相切；当v0有最
大值v2时，粒子轨迹恰与cd边相
切。轨迹示意图如图所示（磁场未画出）。（1）当v0有最小值v1时，有
当v0有最大值v2时，有R2=l，由半径公式有
所以带电粒子从磁场中的ab边射出时，其速度范围应为（2）要使粒子在磁场中运动时间最长，其轨迹对应的圆心角
应最大，由（1）知，当速度为v1时，粒子在磁场中的运动时
间最长，对应轨迹的圆心角为 则
答案:【双基题组】
1.（2013·东莞模拟）带电粒子（重力不计）穿过饱和蒸汽时，在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴，从而显示出粒子的径迹，这是云室的原理，如图是云室的拍摄照片，云室中
加了垂直于照片向外的匀强磁场，图中Oa、Ob、Oc、Od是从O点发出的四种粒子的径迹，下列说法中正确的是( )A.四种粒子都带正电
B.四种粒子都带负电
C.打到a、b点的粒子带正电
D.打到c、d点的粒子带正电
【解析】选D。由左手定则知，打到a、b点的粒子带负电，打到c、d点的粒子带正电，D正确。2.(2013·南京模拟)一个带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动,要想确定该带电粒子的比荷，则只需要知道( )
A.运动速度v和磁感应强度B
B.磁感应强度B和运动周期T
C.轨迹半径R和运动速度v
D.轨迹半径R和磁感应强度B【解析】选B。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用半径公式 可知，要想确定该带电粒子的比荷，则只需要知道运动速度v、磁感应强度B和轨迹半径R,故A、C、D错误;由周期公式可知 ，磁感应强度B和运动周期T可确定带电粒子的比荷,B正确。【高考题组】
3.（2012·北京高考）处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在
磁场力作用下做匀速圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电
流，那么此电流值( )
A.与粒子电荷量成正比 B.与粒子速率成正比
C.与粒子质量成正比 D.与磁感应强度成正比
【解析】选D。粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动的周期
电流强度 所以电流强度I与磁感应强度B
成正比，D正确。4.(2012·广东高考）质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示,下列表述正确的是( )
A.M带负电,N带正电
B.M的速率小于N的速率
C.洛伦兹力对M、N做正功
D.M的运行时间大于N的运行时间【解析】选A。由左手定则可知M带负电，N带正电，故A选项正
确。由 由题意可知两个带电粒子的质量和
电量都相等，又进入到同一个匀强磁场中，由题图可知
RN＜RM,故vN＜vM，所以B选项错误。由于洛伦兹力的方向始终
与带电粒子的运动方向垂直，故洛伦兹力永远不会对M、N做
功，则C选项错误。由 及题给条件可知，这两个带电粒子在磁场中运动的周期相等，又由题图可知两个带电粒子在磁场中的偏转角相等，均偏转了180°，故在磁场中运动的时间相等，所以D选项错误。5.（2011·浙江高考改编）利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L。一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场。对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是( )A.粒子带正电
B.射出粒子的最大速度为
C.保持d和L不变，减小B，射出粒子的最大速度与最小速度之
差增大
D.保持d和B不变，减小L，射出粒子的最大速度与最小速度之
差增大【解析】选B。根据题意，粒子进入磁场后向右偏转，所受洛
伦兹力方向向右，根据左手定则，粒子应带负电,A错误。粒子
能够从右边缝中射出，则最大半径为 最小半径为 由
于洛伦兹力提供向心力：
分析可得B正确,C、D错误。教学设计
教学主题
带电粒子在匀强磁场中的运动
一、教材分析
这节内容主 要是使学生清楚在匀强磁场中带电粒子在洛伦兹力作用下运动的情况及其成因。借助洛伦兹力演示仪和动画课件的辅助，使学生大体理解带电粒子是做匀速圆周运 动，轨道半径和周期。同时，让学生了解过程、细节，如每时每刻洛伦力兹力与粒子速度都是垂直关系，这往往是解决带是粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动综合性 问题的突破口。
二、学生分析
学生对带电粒子在磁场中的运动富有好奇心，更喜欢眼见为实。充分利用学生的好奇心通过实验加以引领，使学生亲身体验，参与其中，经历从感性到理性的过程，为更进一步理论探究奠定基础。
三、教学目标
1．知识与技能
（1）了解显示电子径迹的方法
（2）理解带电粒子垂直射入匀强磁场时的运动性质及相应的轨道半径和周期
（3）了解质谱仪
?2．过程与方法
???通过观察视频和动画，知道洛伦兹力提供向心力，结合匀速圆周运动的公式，得出轨道半径和周期；利用带电粒子垂直射入匀强磁场时做匀速圆周运动，制造出质谱仪，是精确测量带电粒子的质量和分析同位素的一种重要工具。
3．情感、态度与价值观
通过对带电粒子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动的轨道半径和周期公式的推导，培养学生严密的科学态度。
四、教学环境
<简易多媒体教学环境???□交互式多媒体教学环境???□网络多媒体环境教学环境???□移动学习? ?□其他
五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字
为了使学生注意带电粒子在匀强磁场中运动的过程，采用实验+课件动画模拟及视频等技术手段，从而反复观察直到学生清楚为止，也验证着相关的猜想和结果。为了保持思想的流畅和活跃，在观察动画或视频的同时（或之后），逐步提出有关问题，分解成多个问题，阶梯式地上升，逼近结果，得出结论。
研究被加速 的带电粒子垂直磁感应强度方向进入磁场时，分别利用实验和动画模拟改变加速电压、磁感应强度大小、磁感应强度方向，观察带电粒子的轨迹情况。加深对粒子轨 道半径决定因素的理解、左手定则的理解。通过对回旋加速器工作原理的动画实验模拟，体会带电粒子回旋周期不受粒子速度影响这一原理在科技实验中的应用。
六、教学流程设计（可加行）
教学环节
（如：导入、讲授、复习、训练、实验、研讨、探究、评价、建构）
教师活动
学生活动
信息技术支持（资源、方法、手段等）
一、复习、设疑导入：
提出问题：什么是洛伦兹力？带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动？
搜索已知知识，小组讨论
动画模拟导棒不通电和通电后平行磁场放与垂直磁场放时力各种的情况，推测微观。
二、带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时的运动轨迹探究
洛伦兹力演示仪介绍，并演示加磁场和不加磁场时电子的径迹
?
交流讨论：为什么是匀速圆周运动？让学生参与其中，加深对于左手定则的理解
动画模拟带电粒子垂直于匀强磁场运动时的路径和受力，更易于分析匀速圆周运动的成因
三、实验探究圆周运动的半径与速度、磁感应强度的关系。
借助实物投影演示：电子速度大小不变，改变磁感应强度的大小，电子束的径迹。保持磁感应强度的大小不变，改变电子的速度，电子束的径迹
学生思考并讨论：圆周运动的半径与磁感应强度、速度之间的关系
实物投影实验中电子的径迹，增强实验中轨迹半径随磁感应强度和速度大小不同而不同的可视效果
四、理论探究圆周运动的半径运动周期与速度、磁感应强度的关系。
问题引导：一带电量为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
思考并讨论：轨道半径如何推导？周期如何推导
实物投影展示学生的理论公式推导
五：质谱仪
提出问题：能否从气泡室中带电粒子的轨迹得到启发设计一个仪器，将带电量和质量比值（比荷）不同、初速度几乎为零的带电粒子分开？
小组讨论。 可能：可以将这些带电粒子经过电场加速后射入磁场，根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径不一样，从而可以将带电粒子分开。
动画模拟质谱仪工作原理
六：回旋加速器
教师背景介绍：为什么要制造加速器??在现代物理学中,为了探索原子核的结构和得到各种元素的同位素,研究人员需要大量的高能粒子去轰击原子核,由此研究制造出能在实验室里产生大量高能粒子的加速器.
学生思考与讨论
1：怎样才能使粒子加速？（电场）
2：怎样才能获得高能粒子（多级电场）
3：有何办法让带电粒子在加速后又转回来被二次加速，从而节省空间？
图片展示：回旋加速器构造、原理图，方便进一步分析交变电源的周期以及被加速粒子获得的的最大动能鞥问题问题。
七、教学特色（如为个性化教学所做的调整，为自主学习所做的支持、对学生能力的培养的设计，教与学方式的创新等）200字左右
这节课使用 多媒体技术，使得传统很难讲述的问题变得轻松，比如带电粒子的运动径迹，传统课很难显示，用洛伦兹力演示仪也是通过光辉效应间接显示，而且对于全教室的学 生清晰度不高、观察的可见度低，而应用多媒体技术就轻松地解决了这个问题。由于有了带电粒子在磁场中径迹显示过程，也就使学生了解了其过程，而不是简单的 记忆结果。有了动画形象的衬托，使学生获得感性的认识，有利地帮助学生理解理性推导的轨道半径和周期公式等。也就说，这节课使用了动画，突出了学生学习带 电粒子在磁场中运动的过程。质谱仪原理的动画模拟和高能带电粒子获得方式的图片展示，也提高了学生对知识应用前景的好奇和探索兴趣。
