运动电荷在磁场中受到的力高中物理新课标版人教版选修.ppt
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1、3.5运动电荷在磁场中受到的力,教学目标,(一)知识与技能 1、知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时,它的方向的判断-左手定则。知道左手定则的内容,会用左手定则熟练地判定安培力的方向,并会用它解答有关问题. 2、会用安培力公式F=BIL解答有关问题. 知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力最小,等于零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大,等于BIL. 3、了解磁电式电流表的内部构造的原理。 (二)过程与方法 通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算。培养学生的间想像能力。,(三)情感态度与价值观 使学生学会由个别事物
2、的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解,感受物理知识之间的联系。 二、重点与难点: 重点:安培力的方向确定和大小的计算。 难点:左手定则的运用(尤其是当电流和磁场不垂直时,左手定则如何变通使用)。 三、教具:磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。,复习知识:,1.带电粒子在磁场中受洛伦兹力的计算公式? 带电粒子运动方向垂直于磁场方向,f=qvB,该公式的设用条件是V与B相互垂直,带电粒子运动方向平行于磁场方向,f=0。 2.带电粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向?,显象管的工作原理,问题讨论:,带电粒子在匀强磁场中的运
3、动,1、带电粒子的轨迹在哪个方位? 2、速度如何变化? 3、受力如何变化? 4、轨迹是什么形状?,洛伦兹力演示仪,工作原理:由电子枪发出的电子射线可以使管 的低压水银蒸汽发出辉光,显示出电子的径迹。,两个平行的通电环形线圈可产生沿轴线方向的匀强磁场,结论: 带电粒子垂直进入磁场中,粒子在垂直磁场方向的平面内做匀速圆周运动,此洛伦兹力不做功。,问题: 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?,实验现象:在暗室中可以清楚地看到,在没有磁场作用时,电子的径迹是直线;在管外加上匀强磁场,电子的径迹变弯曲成圆形。,推导: 粒子做匀速圆周运动所
4、需的向心力 是由 粒子所受的洛伦兹力提供的,所以,说明: 1、轨道半径和粒子的运动速率成正比。 2、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期和运动速率无关。,例题2:如图所示,一束带正电的相同的粒子垂直磁场边界自O点射入匀强磁场中后分成了3束,其运动轨迹如图,粒子运动方向与磁场方向垂直,不计粒子的重力作用,已知OA=OC/2=OD/3,则这三束粒子的速率之比 ,=,电荷的匀强磁场中的三种运动形式,如运动电荷在匀强磁场中除洛仑兹力外其他力均忽略不计(或均被平衡),(2)当B时,所受洛仑兹力提供向心力,做匀速圆周运动;,(3)当与B夹一般角度时,由于可以将正交分解为和(分别平行于和垂直于)B,因此电荷
5、一方向以的速度在平行于B的方向上做匀速直线运动,另一方向以的速度在垂直于B的平面内做匀速圆周运动。,(1)当B时,所受洛仑兹力为零,做匀速直线运动;,qvB=mv2/R,R=mv/qB,T=2R/v=2m/qB,在同一磁场中,不同的速度的运动粒子,其周期与速度无关,只与其荷质比有关,等距螺旋,例题,氘核( )、氚核( )、氦核( )都垂直磁场方向入射同一匀强磁场,求以下几种情况下,它们轨道半径之比及周期之比各是多少?(1)以相同速率射入磁场;(2)以相同动能射入磁场,带电粒子做圆周运动的分析方法圆心的确定,()已知入射方向和出射方向,可以通过入射点和出射点分别作垂直与入射方向和出射方向的直线,
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