第三章第六节 洛伦兹力与现代技术(第一课时)

高二导学案 班级
学科：物理 姓名：
编号：选修 3-1030601 小组序号：
编写人：黄伟鑫 组长评价：
审核人：刘东权 教师评价
课题：洛伦兹力与现代技术（第 1 课时）
【学习目标】 1、知道在洛伦兹力作用下，带电粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动． 2、会应用公式 F＝qvB 推导带电粒子做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会应用它们解答有 关问题． 【学习重点与难点】 会解决带电粒子做匀速圆周运动的问题。 【使用说明与学法指导】 1、带着预习案中问题导学中的问题自主设计预习提纲，通读教材 P89 页内容，阅读《优化训 练》相关内容，对带电粒子在磁场中做匀速圆周运动等知识进行梳理，作好必要的标注和 笔记。 2、认真完成基础知识梳理，在“我的疑惑”处填上自己不懂的知识点，在“我的收获”处填 写自己对本课自主学习的知识及方法收获。
预习案
一、知识梳理 1、带电粒子在磁场中的运动 （1）若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向平行,带电粒子以入射速度 v 做 . （2）若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速率 v做 . 基本公式 ：①向心力公式:qvB= ②轨道半径公式:R= ③周期公式: = 2、解决带电粒子在磁场中做圆周运动的基本方法及思路 （1）圆心的确定的基本思路:与速度方向垂直的直线和图中弦的 中垂线一定过圆心. a.直线边界（进出磁场具有对称性，如图） b.平行边界（存在临界条件，如图） c.圆形边界（沿径向射入必沿径向射出，如图丁） 注意：由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。 2.半径的确定：用几何知识(勾 股定理、三角函数等)求出半径 大小. 3.运动时间的确定：1）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 θ 时,其运动时间 t = 丁 T = . 2）若知道弧长 L,则可由 t = = T 计算出时间. 二、预习自测 1、质子(p)和 α 粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为 Rp 和 Rα， 周期分别为 Tp 和 Tα，则下列选项正确的是（ ） A．Rp∶Rα＝1∶2，Tp∶Tα＝1∶2 B．Rp∶Rα＝1∶1，Tp∶Tα＝1∶1 C．Rp∶Rα＝1∶1，Tp∶Tα＝1∶2 D．Rp∶Rα＝1∶2，Tp∶Tα＝1∶1
探究案
一、合作探究 探究一：带电粒子在直线边界磁场中的运动 【例 1】图中 MN 表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向
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里，磁感应强度大小为 B。一带电粒子从平板上狭缝 O 处以垂 直于平板的初速 v 射入磁场区域， 最后到达平板上的 P 点。 已 知 B、v 以及 P 到 O 的距离 l，不计重力，求（1）此粒子的电 荷 e 与质量 m 之比。 （2）从 O 到 P 的时间 t。
探究二：带电粒子在平行边界磁场中的运动 【例 2】如图所示，一束电子(电荷量为 e)以速度 v 垂直射入磁感应强度为 B， 宽为 d 的匀强磁场中， 穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为 30°， 则电子的质量是________，穿过磁场的时间是________。
探究三：带电粒子在圆形磁场中的运动 【例 3】如图所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B.一束电 子沿圆形区域的直径方向以速度 v 射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成 θ 角．设电子质量为 m，电荷量为 e，不计电子之间相互作用力及所受的重力．求： (1)电子在磁场中运动轨迹的半径 R. (2)电子的磁场中运动的时间 t. (3)圆形磁场区域的半径 r.
二、总结整理 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法——三步法 （1）画轨迹：即确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹。 （2）找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系， 在磁场中运动的时间与周期相联系。 （3）用规律：即利用牛顿第二定律和圆周运动的规律,特别是周期公式、半径公式。
训练案
一、课中检测与训练 【训练一】如图所示，在 y＜0 的区域存在匀强磁场，磁场方向垂直 xOy 平 面并指向纸外， 磁感应强度为 B.一带正电的粒子以速度 v0 从 O 点射入磁场， 入射方向在 xOy 平面内， x 轴正方向的夹角为 θ .若粒子射出磁场的位置 与 q 与 O 点的距离为 L，求该粒子的比荷 . m
【训练二】带电粒子的质量 m＝1.7×10 kg，电荷量 q＝1.6×10 C，以速度 v 6 ＝3.2×10 m/s 沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中， 磁场 的磁感应强度为 B＝0.17T，磁场的宽度 L＝10cm，如图所示． (1)求带电粒子离开磁场时的速度和偏转角． (2)求带电粒子在磁场中运动的时间以及出磁场时偏离入射方向的距离．
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二、课后巩固促提升：熟记重点知识，反思学习思路和方法，整理典型题本。
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