《带电粒子在磁场中的运动规律》课件.ppt

1、第三章第三章磁场磁场带电粒子在匀强磁场中的运动规律带电粒子在匀强磁场中的运动规律1一、教材分析：一、教材分析：二、教学方法和教学手段：二、教学方法和教学手段：三、教学流程：三、教学流程：四、效果预测：四、效果预测：2 本节课是高中物理的重点内容本节课是高中物理的重点内容,也是历也是历年高考的高频考点部分，重在考查学生对年高考的高频考点部分，重在考查学生对粒子运动规律的应用，在教材中具有举足粒子运动规律的应用，在教材中具有举足轻重的作用，常与电场组合在一起结合数轻重的作用，常与电场组合在一起结合数学考查综合解题能力。学考查综合解题能力。（一）本节课在教材中所处的地位：（一）本节课在教材中所处的地

2、位：3 前面我们已经学过左手定则及洛伦兹力前面我们已经学过左手定则及洛伦兹力内容，知道了运动电荷在磁场中受力的方内容，知道了运动电荷在磁场中受力的方向与物体运动方向垂直及洛伦兹力的公式向与物体运动方向垂直及洛伦兹力的公式，为本节课的学习做好了知识准备，但学，为本节课的学习做好了知识准备，但学生的应用能力还有待提高。生的应用能力还有待提高。（二）、学情分析：（二）、学情分析：4 依据新课标的要求及高考考纲的要求确依据新课标的要求及高考考纲的要求确定本节课的教学目标定本节课的教学目标1、能熟练地应用洛伦兹力公式和左手定、能熟练地应用洛伦兹力公式和左手定则分析有关洛伦兹力的问题则分析有关洛伦兹力的问

3、题2、理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆、理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件，掌握匀速率圆周运动的半周运动的条件，掌握匀速率圆周运动的半径公式与周期公式，并能熟练应用它们分径公式与周期公式，并能熟练应用它们分析与解答有关问题析与解答有关问题（三）、教学目标：（三）、教学目标：5（四）、教学重点、难点、关键：（四）、教学重点、难点、关键：重点：带电粒子作匀速圆周运动的周期和重点：带电粒子作匀速圆周运动的周期和半径公式的应用半径公式的应用难点：画出带电粒子在磁场中的运动轨迹难点：画出带电粒子在磁场中的运动轨迹关键：确定带电粒子作匀速圆周运动的圆关键：确定带电粒子作匀速圆周运动的圆心位置、半

4、径大小心位置、半径大小6二、教学方法和教学手段：二、教学方法和教学手段：（一）本节课的教学方法是：（一）本节课的教学方法是：“引导引导探究探究总结总结”以学生为主体，引导他们的思维，以以学生为主体，引导他们的思维，以典型例题的分析和讲解，探究知识的本质典型例题的分析和讲解，探究知识的本质,以教师为主导，总结其中的物理规律。以教师为主导，总结其中的物理规律。（二）本节课采用的教学手段（二）本节课采用的教学手段 充分利用多媒体课件的立体感、真实充分利用多媒体课件的立体感、真实感，形象、生动的展现出微观粒子的运动感，形象、生动的展现出微观粒子的运动轨迹。轨迹。7三、教学流程：三、教学流程：（一）导入

5、（一）导入 讲授新课之前，通过两道思考题复习左手讲授新课之前，通过两道思考题复习左手定则的内容及带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周定则的内容及带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件，然后告知学生高考对此部分的研究运动的条件，然后告知学生高考对此部分的研究范围是带电粒子垂直或平行进入匀强磁场中的问范围是带电粒子垂直或平行进入匀强磁场中的问题题,而本节课我们探究带电粒子垂直进入磁场中而本节课我们探究带电粒子垂直进入磁场中只受洛仑兹力时的运动规律。只受洛仑兹力时的运动规律。8左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感垂直，并

6、且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。磁场中所受洛伦兹力的方向。思考思考1 1：运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力的方向如何判断？的方向如何判断？说明：如果运动的是负电荷，四指应指向负电说明：如果运动的是负电荷，四指应指向负电荷运动的反方向，拇指所指的方向就是运动的荷运动的反方向，拇指所指的方向就是运动的负电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。负电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。9匀速直线运动匀速

7、直线运动匀速圆周运动匀速圆周运动（1）（2）-B v+v B 10例例1:1:已知电子质量为已知电子质量为m m，电，电量量为为q q，垂直射入磁感应强度，垂直射入磁感应强度为为B B、宽度为、宽度为d d的匀强磁场。的匀强磁场。若速度偏转角为若速度偏转角为=30=300 0，则电，则电子运动的轨道半径为多少？子运动的轨道半径为多少？穿过磁场需多长时间？穿过磁场需多长时间？1 1、圆心在哪里、圆心在哪里?4 4、在磁场中运动的时间怎么求？、在磁场中运动的时间怎么求？3 3、圆心角、圆心角为多少为多少?2 2、轨迹半径是多少、轨迹半径是多少?Bd1130OBdvr rA=30v 12例例2 2：

8、如图所示，在半径为：如图所示，在半径为r r的圆形区域内，的圆形区域内，有一个匀强磁场，一带电粒子以速度有一个匀强磁场，一带电粒子以速度v0 0从从M M点点沿半径方向射入磁场区，并由沿半径方向射入磁场区，并由N N点射出，点射出，O O点点为圆心，为圆心，MON=120MON=120，求粒子在磁场区的偏，求粒子在磁场区的偏转半径转半径R R及在磁场区中的运动时间。（粒子重及在磁场区中的运动时间。（粒子重力不计）力不计）1 1、圆心在哪里、圆心在哪里?4 4、在磁场中运动的时间怎么求？、在磁场中运动的时间怎么求？3 3、圆心角、圆心角为多少为多少?2 2、轨迹半径是多少、轨迹半径是多少?rvM

9、vROoN13O 1、若已知带电粒子经过轨迹圆上的两点及其速度的方向 过两点作过两点作速度的垂线速度的垂线，两垂线，两垂线交点即为圆心交点即为圆心。ABvv圆心的确定圆心的确定14O 2、若已知带电粒子经过轨迹圆上的两点及其中一点的速度方向 过已知速度的点作过已知速度的点作速度的垂线和两点连线的速度的垂线和两点连线的中垂线中垂线，两垂线，两垂线交点即为圆心交点即为圆心。ABv圆心的确定圆心的确定151 1、找圆心：、找圆心：2 2、定半径：、定半径：3 3、画运动轨迹、画运动轨迹4 4、确定运动时间：、确定运动时间：Tt2qBmT2注意：用弧度表示用弧度表示几何关系求半径几何关系求半径向心力公

10、式求半径向心力公式求半径作速度的垂线作速度的垂线作弦的中垂线作弦的中垂线带电粒子在匀强磁场带电粒子在匀强磁场中运动规律总结中运动规律总结能力提升：能力提升：16 如图所示，一带正电粒子质量为如图所示，一带正电粒子质量为m m，带电量为，带电量为q q，从隔板从隔板abab上一个小孔上一个小孔P P处与隔板成处与隔板成角垂直于射入磁角垂直于射入磁感应强度为感应强度为B B的匀强磁场区，粒子初速度大小为的匀强磁场区，粒子初速度大小为v，则则(1)(1)粒子经过多长时间再次到达隔板？粒子经过多长时间再次到达隔板？(2)(2)到达点与到达点与P P点相距多远？点相距多远？（不计粒子的重力）（不计粒子的

11、重力）abPv巩固练习巩固练习17思考思考:如果运动的是如果运动的是负负电荷电荷而不是而不是正电正电荷，运动轨迹又荷，运动轨迹又如何？如何？abPv18 长为长为l的水平极板间，有垂直纸面向内的的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为匀强磁场，如图所示，磁感强度为B B，板间，板间距离也为距离也为l，板不带电，现有质量为，板不带电，现有质量为m m，电量，电量为为q q的带正电粒子（不计重力），从左边极的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，求粒子射入场，欲使粒子不打在极板上，求粒

12、子射入速度的取值范围？速度的取值范围？巩固练习巩固练习ll v abcd19 v q B l/4 m 或 v 5 q B l/4 m若刚好从若刚好从a a 点射出，如图：点射出，如图：R-l/2Rr=mv1/qB=l/4 v1=qBl/4m 若刚好从若刚好从b b 点射出，如图：点射出，如图：要想使粒子要想使粒子不不打在极板上，打在极板上，v2=5qBl/4mR2=l 2+(R-l/2)2R=5l/4=mv2/qB Oll v abcdBqvB=mv2/R解：解：根据洛伦兹力公式及牛顿第二定律根据洛伦兹力公式及牛顿第二定律20 通过本节课的学习，你有何感通过本节课的学习，你有何感受？对粒子在磁

13、场中的运动问题是否受？对粒子在磁场中的运动问题是否有了一个清晰的思路和方法？将感想有了一个清晰的思路和方法？将感想写下并与同学分享。写下并与同学分享。作业布置作业布置211 1、可以使学生掌握解决带点电粒子在匀强磁场中、可以使学生掌握解决带点电粒子在匀强磁场中运动的基本规律是运动的基本规律是“找圆心、定半径、画轨迹圆、找圆心、定半径、画轨迹圆、确定运动时间确定运动时间”。2 2、可以使学生掌握两种确定圆心的方法即：、可以使学生掌握两种确定圆心的方法即：a a）做两速度的垂线找垂线的交点）做两速度的垂线找垂线的交点b b）做弦的中垂线与速度垂线的交点）做弦的中垂线与速度垂线的交点使学生对于这部分内容的解决做到有规律可循，提高学生使学生对于这部分内容的解决做到有规律可循，提高学生的分析、解决问题能力的分析、解决问题能力3 3、存在的问题、存在的问题:本部分是物理高考中的高频考点，尤其本部分是物理高考中的高频考点，尤其是在物理第是在物理第2525道大题中经常出现，对学生的要求较高，道大题中经常出现，对学生的要求较高，学生还需要通过后期的系统的训练才能达到得心应手的学生还需要通过后期的系统的训练才能达到得心应手的地步。地步。效果预测效果预测222324