自我检测
1.有三束粒子，分别是质子（p）、氚核（）和α粒子束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场（磁场方向垂直纸面向里），在图3-6-6 中，哪个图能正确地表示出这三束粒子的运动轨迹（ ）?
图3-6-6
答案:C
2.电子以初速v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则（ ）?
A.磁场对电子的作用力始终不变?
B.磁场对电子的作用力始终不做功?
C.电子的动量始终不变?
D.电子的动能始终不变?
答案:BD
3.三个相同的带电小球1、2、3，在重力场中从同一高度由静止开始落下，其中小球1通过一附加的水平方向匀强电场，小球2通过一附加的水平方向匀强磁场.设三个小球落到同一高度时的动能分别为E1、E2和E3，忽略空气阻力，则?（ ）?
A.E1＝E2＝E3?
B.E1＞E2＝E3??
C.E1＜E2＝E3?
D.E1＞E2＞E3??
答案:B
4.两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中.设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则（ ）?
A.r1＝r2，T1≠T2
B.r1≠r2，T1≠T2?
C.r1＝r2，T1＝T2
D.r1≠r2，T1＝T2?
答案:D
5.如图3-6-7有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的……?（ ）?
图3-6-7
A.速度 B.质量?
C.电荷 D.比荷??
答案:AD
6.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图3-6-8所示.已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法中正确的是（ ）?
图3-6-8
A.此离子必带正电荷?
B.A点和B点位于同一高度?
C.离子在C点时速度最大?
D.离子到达B点后，将沿原曲线返回A点?
答案:ABC
7.如图3-6-9，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场的场强为E，方向竖直向下，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里.一质量为m的带电质点，沿场区内的一竖直圆周匀速运动，则可判知该带电质点…（ ）?
图3-6-9
A.带有电荷量为的负电荷?
B.沿圆周顺时针运动?
C.运动的角速度为?
D.运动的速率为?
答案:ABC??
8.两块长5d、相距d的水平平行金属板，板间有垂直于纸面的匀强磁场.一大群电子从平行于板面的方向、以相等大小的速度v从左端各处飞入（图3-6-10）.为了不使任何电子飞出，板间磁感应强度的最小值为___________________.
图3-6-10
答案:
9.如图3-6-11所示，M、N为水平位置的两块平行金属板，板间距离为d，两板间电势差为U.当带电荷量为q、质量为m的正离子流以速度v0沿水平方向从两板左端的中央O点处射入，因受电场力作用，离子做曲线运动，偏向M板（重力忽略不计）.今在两板间加一匀强磁场，使从中央O处射入的正离流在两板间做直线运动.则磁场的方向_______________，磁感应强度B＝_______________.?
图3-6-11
答案:垂直于纸面向外 ?
10.一电视显像管的电子束里电子的动能Ek＝12 000 eV.这个显像管的位置取向刚好使电子水平地由南向北运动.已知电视机所在地的地磁场竖直向下分量B＝5.5×10-5T，试问：?
（1）电子束偏向什么方向？?
（2）电子束在显像管里由南向北通过y＝20 cm的路程，受洛伦兹力作用将偏转多少距离？（电子质量m＝9.1×10-31 kg，电荷量e＝1.6×10-19 C）????????
答案:（1）向东 （2）约3 ?mm??
11.如图3-6-12所示，一束电子（电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场，穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为30°.求:?
图3-6-12
(1)电子的质量m；?
(2)电子在磁场中的运动时间.????
答案:（1） （2）
12.一群带相同电荷量的带电粒子在磁场中运动的轨迹相同，则（ ）?
A.它们具有相同的速度大小?
B.它们的动能相等?
C.它们的质量相等?
D.它们的动量大小相等?
答案:D
13.如图3-6-13所示，绝缘光滑斜槽轨道与一竖直放置的半径为R=0.5 m的绝缘光滑圆形轨道相接，圆形轨道处在如图所示的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5 T.有一质量m=1×10-4 kg、电荷量q=1.6×10-3 C的带正电小球，从斜槽上A点由静止滑下，当A距地面高度H为_________________，小球恰能通过圆轨道的最高点.?
图3-6-13
答案:1.05 m??
14.同一种带电粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场中，其运动轨迹如图3-6-14所示，则可知
图3-6-14
（1）带电粒子进入磁场的速度值有_______________个；?
（2）这些速度的大小关系为_______________；?
（3）三束粒子从O点出发分别到达1、2、3点所用时间关系为_______________.?
答案:（1）三 （2）v115.一带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动轨迹如图3-6-15 所示，中央MN是一块薄金属板，粒子在穿过金属板时损失了一些动能.设粒子所带的电荷量不变，由图可知，该粒子应是带______________电，粒子运动的方向应是沿______________方向.?
图3-6-15
答案:负 edcba
16.已知氢核与氦核的质量之比m1∶m2=1∶4，电荷量之比q1∶q2=1∶2，当氢核与氦核以相同的动量垂直于磁场方向射入磁场后，分别做匀速圆周运动，则氢核与氦核半径之比r1∶r2=_______________，周期之比T1∶T2=_______________.若它们以相同的动能射入磁场后，其半径之比r1′∶r2′=_______________，周期之比T1′∶T2′=_______________.?
答案:2∶1 1∶2 1∶1 1∶2?
17.电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图3-6-16 所示.磁场方向垂直于圆面.磁场区的中心为O，半径为r.当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点.为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？
图3-6-16?
答案:
18.如图3-6-17所示,在直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的粒子，沿与MN成45?°?角的方向由O点垂直于磁场方向飞入磁场，t ?s?后达到MN直线上的某一点P，OP=r，则该带电粒子带______________，匀强磁场的磁感应强度为______________，粒子的速度为______________.?
图3-6-17
答案:负电荷 ??
19.在一个倾角为θ=30°的绝缘光滑斜面上，如图3-6-18所示.磁感应强度B=4 T，垂直穿过斜面，要使一质量为0.1 g、带电荷量为q=-2×10-3 C的小球在斜面上做半径为R=5 cm的匀速圆周运动.求：?
图3-6-18
(1)应加什么方向的电场？大小如何？?
(2)小球运动的速度大小是多大？?????
答案:（1）0.25 ?N/C，方向沿斜面向下 （2）4 m/s??
20.如图3-6-19所示，在xOy平面的上、下方，分别有磁感强度为B1、B2的匀强磁场，已知B2=3B1，磁场方向均沿z轴正方向.今有一质量为m、带电荷量为q的带正电荷粒子，自图中O点出发，在xOy平面内，沿与x轴成30°角方向，以初速度v0射入磁场.求：?
图3-6-19
(1)粒子从O点射出到第一次通过x轴的过程中所经历的时间，并确定粒子第一次通过x轴的点的坐标；?
(2)粒子从O点射出到第六次通过x轴这段时间内粒子沿x轴方向的平均速度是多少?并画出粒子运动轨迹示意图.?????????
答案:（1） (2) 图略?
21.如图3-6-20所示，初速度为零、所带电荷量为q的离子经过电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中，沿半圆周运动而达到记录它的照相底片P上，测得它在P上的位置到入口处的距离为d，求该离子的质量.????????
图3-6-20
答案:.
22.回旋加速器的磁场B=1.5 T,它的最大回旋半径r=0.50 m,当分别加速质子和α粒子时,求:?
(1)加在两D形盒间交变电压频率之比;?
(2)粒子的最大速率之比.?????????????
答案:（1）2∶1 （2）2∶1?
23.我们知道，反粒子与正粒子有相同的质量，却带有等量的异种电荷.物理学家推测，既然有反粒子存在，就可能有由反粒子组成的反物质存在.1998年6月，我国科学家研制的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空，寻找宇宙中反物质存在的证据.磁谱仪的核心部分如图3-6-21所示，PQ、MN是两个平行板，它们之间存在匀强磁场区，磁场方向与两板平行.宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ进入匀强磁场区，在磁场中发生偏转，并打在附有感光底片的板MN上，留下痕迹.假设宇宙射线中存在氢核、反氢核、氦核、反氦核四种粒子，它们以相同速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区，并打在感光底片上的a、b、c、d四点.已知氢核质量为m，电荷量为e，PQ与MN间的距离为L，磁场的磁感应强度为B.?
图3-6-21
(1)指出a、b、c、d四点分别是由哪种粒子留下的痕迹.(不要求写出判断过程)?
(2)求出氢核在磁场中运动的轨道半径；?
(3)反氢核在MN上留下的痕迹与氢核在MN上留下的痕迹之间的距离是多少?????
答案: (1)a、b、c、d四点分别是反氢核、反氦核、氦核和氢核留下的痕迹 （2） （3）?
课件48张PPT。
目标导航预习导引目标导航预习导引一二三一、带电粒子在磁场中的运动
1.电子的质量很小,我们往往忽略重力对电子的影响,当电子所处的空间无电场和磁场时,电子做直线运动,当电子运动速度方向与磁场垂直时,电子做匀速圆周运动.
2.当带电粒子在磁场中仅受洛伦兹力作用时,由于洛伦兹力始终与运动方向垂直,故带电粒子做匀速圆周运动.已知电荷量为q的带电粒子,以速度大小为v垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,其运动轨道半径为目标导航预习导引一二三二、质谱仪
1.原理如图所示.
2.带电粒子进入质谱仪的加速电场,由动能定理:
3.带电粒子进入质谱仪的偏转磁场,洛伦兹力提供向心力:目标导航预习导引一二三三、回旋加速器
1.原理如图所示.
2.如图所示,回旋加速器的核心部件是两个D形盒.
3.粒子每经过一次加速,其轨道半径就增加一次.目标导航预习导引一二三回旋加速器两端所加的交流电压的周期由什么决定?
答案：为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速,使之能量不断提高,交流电压的周期必须等于带电粒子在回旋加速器中做匀速圆周运动的周期即 .因此,交流电压的周期由带电粒子的质量m、带电荷量q和加速器中的磁场的磁感应强度B来决定.知识精要典题例解迁移应用一二三一、带电粒子在匀强磁场中的运动
1.当v平行于B时:f=0,粒子做匀速直线运动.
2.当v垂直于B时:洛伦兹力f起向心力的作用,粒子将做匀速圆周运动(如图所示).
粒子运动的轨道半径r和周期T:知识精要一二三3.带电粒子做圆周运动的半径与磁感应强度B、粒子质量m、电荷量q及运动速率有关.
4.带电粒子做圆周运动的周期只与磁感应强度B、粒子质量m、电荷量q的大小有关,与粒子的半径及运动速率无关.
5.带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定.
(1)圆周运动轨道半径的确定
几何轨道半径的求解:作入射点、出射点对应的半径,作出相应三角形,根据边角关系或边边关系,求解出半径的大小.
(2)圆周运动的轨道圆心确定的基本思路
①圆心一定在与速度方向垂直的直线上.(如图甲)
②圆心一定在入射点与出射点的中垂线上.(如图乙)典题例解迁移应用知识精要一二三甲 乙 (3)带电粒子运动时间的确定
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,其运动时间可由下式表示:(4)粒子在磁场中运动的速度为v,轨道半径为r,粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时,其运动时间t,可由 求解.典题例解迁移应用一二三知识精要典题例解迁移应用【例1】 (2015全国理综Ⅰ)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行.一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的( )
A.轨道半径减小,角速度增大
B.轨道半径减小,角速度减小
C.轨道半径增大,角速度增大
D.轨道半径增大,角速度减小答案：D 一二三知识精要典题例解迁移应用一二三知识精要典题例解迁移应用1.(2015全国理综Ⅱ)(多选)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍.两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动.与Ⅰ中运动的电子相比,Ⅱ中的电子( )
A.运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍
B.加速度的大小是Ⅰ中的k倍
C.做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍
D.做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等答案：AC 一二三知识精要典题例解迁移应用2.(2014课标全国Ⅰ)如图所示,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出).一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O.已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变,不计重力.铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( )答案：D 一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用二、质谱仪
1.质谱仪主要用于分析同位素,测定其质量、比荷.
4.粒子在磁场中的运动轨迹是半圆.一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用什么是同位素?
答案：同位素是原子序数相同、原子质量不同的原子.由于同位素的化学性质相同,不能用化学方法加以区分.一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用【例2】 如图所示为质谱仪原理示意图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电压为U的加速电场后进入粒子速度选择器.选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的电场强度为E、方向水平向右.已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点垂直MN进入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H点.可测量出G、H间的距离为L,带电粒子的重力可忽略不计.求：一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用(1)粒子从加速电场射出时速度v的大小.
(2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向.
(3)偏转磁场的磁感应强度B2的大小.
思路分析：解答本题应把握以下三点:
(1)用动能定理求粒子速度v.
(2)速度选择器中粒子受力平衡.
(3)用半径公式求B2的大小.一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用(多选)如图所示是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是( )
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率大于
D.离子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,
粒子的比荷越小一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用答案：AB 一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用三、回旋加速器
回旋加速器的核心部分是两个D形的金属扁盒,两盒之间留有一个窄缝,在中心附近有粒子源,D形盒处在真空容器中,整个装置放在巨大电磁铁产生的匀强磁场中,并把两个D形盒分别接在高频电源两极上.
其工作原理:3.加速条件:加速电场的周期必须等于回旋周期.
4.带电粒子的最终能量:粒子做匀速圆周运动的最大半径等于D形盒的半径.所以
带电粒子的最大动能只与D形盒的半径R和磁感应强度B有关,与加速电压无关.一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用在现代科学研究中,常常需要探究物质的微观结构,要用能量很高的带电粒子去轰击各种原子核,必须用各种各样的加速器产生出速度很大的高能粒子.位于法国和瑞士边界的欧洲核子研究所的粒子加速器周长达27 km(如图中大圆),为什么加速器需要那么大的周长呢?一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用【例3】 (2015浙江理综)使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出,离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等.质量为m、速度为v的离子在回旋加速器内旋转,旋转轨道是半径为r的圆,圆心在O点,轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度为B.为引出离子束,使用磁屏蔽通道法设计引出器.引出器原理如图所示,一对圆弧形金属板组成弧形引出通道,通道的圆心位于O'点(O'点图中未画出).引出离子时,令引出通道内磁场的磁感应强度降低,从而使离子从P点进入通道,沿通道中心线从Q点射出.已知OQ长度为L,OQ与OP的夹角为θ. 一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用(1)求离子的电荷量q并判断其正负;
(2)离子从P点进入,Q点射出,通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B',求B';
(3)换用静电偏转法引出离子束,维持通道内的原有磁感应强度B不变,在内外金属板间加直流电压,两板间产生径向电场,忽略边缘效应.为使离子仍从P点进入,Q点射出,求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小.一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用1.(多选)如图所示,回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )
A.增大匀强电场间的加速电压
B.增大磁场的磁感应强度
C.增加周期性变化的电场的频率
D.增大D形金属盒的半径一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用答案：BD 一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用2.回旋加速器D形盒中央为质子流,D形盒的交流电压为U=2×104 V,静止质子经电场加速后,进入D形盒,其最大轨道半径r=1 m,磁场的磁感应强度B=0.5 T,质子的质量为1.67×10-27 kg,问:
(1)质子最初进入D形盒的动能多大?
(2)质子经回旋加速器最后得到的动能多大?
(3)交流电源的频率是多少?
答案：(1)3.2×10-15 J (2)1.92×10-12 J (3)7.6×106 Hz一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用解析：(1)粒子在电场中加速,根据动能定理得
qU=Ek-0,Ek=qU=2×104 eV=3.2×10-15 J.
(2)粒子在回旋加速器的磁场中,绕行的最大半径为r,知识链接案例探究类题试解带电粒子在复合场中的运动问题
1.复合场的分类
(1)叠加场:电场、磁场、重力场共存,或其中某两场共存.
(2)组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠或相邻或在同一区域,电场、磁场不同时出现.知识链接案例探究类题试解2.三种场的比较 知识链接案例探究类题试解(2014广东理综)如图所示,足够大的平行挡板A1、A2竖直放置,间距6L.两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,以水平面MN为理想分界面,Ⅰ区的磁感应强度为B0,方向垂直纸面向外,A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2,两孔与分界面MN的距离均为L,质量为m、电荷量为+q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后,沿水平方向从S1进入Ⅰ区,并直接偏转到MN上的P点,再进入Ⅱ区.P点与A1板的距离是L的k倍.不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑. 知识链接案例探究类题试解(1)若k=1,求匀强电场的电场强度E;
(2)若2思路分析：(1)若k=1,粒子在磁场区Ⅰ的运动轨迹为 圆弧,粒子轨道半径r0=L,由此可求出粒子在磁场中运动的速度,再结合动能定理可求出匀强电场电场强度E.
(2)若2画出粒子全过程运动轨迹,由几何关系可求出粒子在磁场区Ⅰ、Ⅱ中运动的轨道半径R1、R2,由R1和粒子在磁场中运动规律可求出粒子速度v,再结合Ⅱ区轨迹半径R2可求出Ⅱ区磁感应强度B与k的关系.知识链接案例探究类题试解解析：(1)当k=1时,设粒子在Ⅰ区中做圆周运动的轨道半径为r0,在磁场中的速度大小为v0.
由几何关系得
r0=L①
洛伦兹力提供向心力知识链接案例探究类题试解(2)当2(1)这个带电小颗粒运动的方向和速度大小.
(2)如果小颗粒运动到图中P点时,把磁场突然撤去,小颗粒将做什么运动?若运动中小颗粒将会通过与P点在同一电场线上的Q点,那么从P点运动到Q点所需时间有多长?(g取10 m/s2)知识链接案例探究类题试解答案：(1)0.8 m/s,方向与水平方向成60°角斜向右上方.
(2)0.14 s
解析：(1)带电小颗粒受力如图所示.知识链接案例探究类题试解主备
教师
任教科目
物理
任教班级
高二（1）班
课题
3.6 洛伦兹力与现代技术
课型
新课
课时
授课
教师
授课
班级
高二（1）班
教
学
目
标
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垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动
3.推导半径，周期公式并解决相关问题
过程
与
方法
情感
态度
价值观
培养学生热爱科学，探究科学的价值观
教学
重点
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式，并能用来解决有关问题。
教学
难点
1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件
2. 对周期公式和半径公式的定性的理解。
突破重、难点的
手段
讲授结合多媒体
教法
与
学法
在教师指导下的启发式教学方法
教学手段与媒体
电子射线管，环行线圈，电源，投影仪，
备课时间： 年 月 日
教 学 过 程
教学活动设计
学生活动设计
（含设计意图）
授课教师
二次备课
教学过程
一 引入新课
复习：1 当带电粒子以速度v平行或垂直射入匀强磁场后，粒子的受力情况；
2 回顾带电粒子垂直飞入匀强电场时的运动特点，让学生猜想带电粒子垂直飞入匀强磁场的运动情况。
二．新课
1．运动轨迹
演示实验 利用洛伦兹力演示仪，演示电子射线管内的电子在匀强磁场中的运动轨迹，让学生观察存在磁场和不存在磁场时电子的径迹。
现象：圆周运动。
提问：是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动呢？
分析：（1） 首先回顾匀速圆周运动的特点：速率不变，向心力和速度垂直且始终在同一平面，向心力大小不变始终指向圆心。
（2）带电粒子在匀强磁场中的圆周运动的受力情况是否符合上面3个特点呢？
带电粒子的受力为F洛=qvB ，与速度垂直故洛伦兹力不做功，所以速度v不变，即可得洛伦兹力不变，且F洛与v同在垂直与磁场的平面内，故得到结论：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动
结论：1、带电微观粒子的质量很小，在磁场中运动受到洛伦兹力远大于它的重力，因此可以把重力忽略不计，认为只受洛伦兹力作用。
2、沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供做向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小。
2．轨道半径和周期
例：一带电粒子的质量为m，电荷量为q，速率为v，它在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，求轨道半径有多大？
由 得 可知速度越大，r越大。
周期呢？
由 得 与速度半径无关。
实验：改变速度和磁感强度观测半径r。
例1：一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为Ｕ的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为Ｂ的匀强磁场中，最后打到照相底片Ｄ上求：
（１）求粒子进入磁场时的速率
（２）求粒子在磁场中运动的轨道半径
解：由动能定理得：qU = mv2 /2, 解得：
粒子在磁场中做匀速圆周运动得半径为：R＝mv/qB=m/qB=
例2：如图，从粒子源S处发出不同的粒子其初动量相同，则表示电荷量最小的带正电粒子在匀强磁场中的径迹应是（ ）
课堂小结
带电粒子垂直进入匀强磁场时，受到一个大小不变而且始终与其速度方向垂直的洛仑兹力作用，此力对带电粒子不做功，只改变粒子的速度方向，不改变其速度大小，粒子将做匀速圆周运动，其轨道半径为r= mv/qB T=2πr/V =2πm/ qB
3．介绍回旋加速器的工作原理
在现代物理学中，人们为探索原子核内部的构造，需要用能量很高的带电粒子去轰击原子核，如何才能使带电粒子获得巨大能量呢？如果用高压电源形成的电场对电荷加速，由于受到电源电压的限制，粒子获得的能量并不太高。美国物理学家劳伦斯于1932年发明了回旋加速器，巧妙地利用较低的高频电源对粒子多次加速使之获得巨大能量，为此在1939年劳伦斯获诺贝尔物理奖。那么回旋加速器的工作原理是什么呢？
学生自己阅读教材。
展示挂图（图3）。
可根据情况先由学生讲解后老师再总结。
在讲解回旋加速器工作原理时应使学生明白下面两个问题：
（1）在狭缝A′A′与AA之间，有方向不断做周期变化的电场，其作用是当粒子经过狭缝时，电源恰好提供正向电压，使粒子在电场中加速。狭缝的两侧是匀强磁场，其作用是当被加速后的粒子射入磁场后，做圆运动，经半个圆周又回到狭缝处，使之射入电场再次加速。
（2）粒子在磁场中做圆周运动的半径与速率成正比，随着每次加速，半径不断增大，而粒子运动的周期与半径、速率无关，所以每隔相同的时间回到狭缝处，只要电源以相同周期变化其方向。
就可使粒子每到狭缝处刚好得到正向电压而加速。
老师还可向学生介绍回旋加速器的局限性以及当前各类加速器的性能及北京郊区正负电子对撞机的有关情况。
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[板书设计]
带电粒子在磁场中的运动
一 运动轨迹
垂直进入匀强磁场中的带电粒子做匀速圆周运动。
二 轨道半径和周期
F心= mv2／r= f洛=Bqv??????? r=mv/qB
T=2πr/V =2πm/ qB
评价与
总结
推荐作业
板
书
设
计
课
后
反
思
本节课的重点是在让学生理解带电粒子垂直进入匀强磁场后，洛伦兹力总与速度垂直不做功的特点，从受力分析得到运动方程，从而得到半径和周期公式。教师在整节课中，通过提出问题→猜想→类比→实验验证→理论分析→例题巩固，让学生自己分析探究带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，推导粒子运动的轨道半径和周期公式，与此同时培养学生的类比模型和转移模型的能力。这一教学过程充分体现了教师着意培养学生的科学探究，体现了新课标要求的“知识与技能、过程与方法以及情感态度价值观”三位一体的课程功能。
备课组长（教研组长）签名： 时间： 年 月 日
