洛伦兹力的应用教案

洛伦兹力的应用教案 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

洛伦兹力的应用

教学目标：

1.知识与技能

（1）理解运动电荷垂直进入匀强磁场时，电荷在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动。

（2）能通过实验观察粒子的圆周运动的条件以及圆周半径受哪些因素的影响。推导带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径周期公式，并会应用它们分析实验结果，并用于解决实际问题。

2.过程与方法

多媒体和演示实验相结合

3.情感态度及价值观

培养科学的探究精神

教学重点：掌握运动电荷在磁场中圆周运动的半径和周期的计算公式以及运用公式分析各种实际问题。

教学难点：理解粒子在匀强磁场中的圆周运动周期大小与速度大小无关。

教具：洛伦兹力演示仪

复习导入：

提问学生带电粒子在磁场中的受力情况：

（1）平行进入磁场中：F=0；粒子将做匀速直线运动。

（2）垂直进入磁场中：F=Bqv。

猜想：粒子将做什么运动？

教学过程：

一、理论探究：

匀速圆周运动的特点：速度大小不变；速度方向不断发生变化；向心力大小不变；向心力方向始终与速度方向垂直。

洛伦兹力总与速度方向垂直，不改变带电粒子的速度大小，所以洛伦兹力对带电粒子不做功且洛仑兹力大小不变。

洛伦兹力对电荷提供向心力，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将作匀速圆周运动。

二、实验演示：

用Flash演示正电荷和负电荷垂直进入匀强磁场中得运动。

介绍洛伦兹力演示仪：

（1）加速电场：作用是改变电子束出射的速度

（2）励磁线圈：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心匀强磁场。

实验过程：a、未加入磁场时，观察电子束的轨迹；

b、加入磁场时，观察电子束的轨迹；

c、改变线圈电流方向时，观察电子束的轨迹。

结论：带电粒子垂直进入匀强磁场时，做匀速圆周运动。

提问：若带电粒子是以某个角度进入磁场时，运动轨迹是什么呢？

用Flash演示带电粒子以某个角度进入磁场时的运动轨迹。

提问：为什么轨迹是螺旋形？

小结：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的条件：

（1）、匀强磁场

（2）、B⊥V

（3）、仅受洛伦兹力或除洛伦兹力外，其它力合力为零.

三、半径与周期

推导过程：

得：

提问：

磁场强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径将增大。

粒子射入速度不变，磁场强度增大，轨道半径将减小。

(1)

(2)

由（1）（2）可得：

提问：周期与速度、半径有什么关系？

四、应用

例1、匀强磁场中，有两个电子分别以速率v和2v沿垂直于磁场方向运动，哪个电子先回到原来的出发点？

例2、已知两板间距为d，板间为垂直纸面向内的匀强磁场，带电粒子以水平速度V垂直进入磁场中，穿过磁场后偏转角为30o。求：

（1）圆心在哪里？

（2）圆心角为多大？

（3）轨道半径是多少？

（4）穿透磁场的时间？

五、作业：P1231,2,3,4题