3.5洛伦兹力的应用 教案

知识与能力目标

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

道德目标

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

　　　　　　　带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件

对周期公式和半径公式的定性的理解。

教学方法

在教师指导下的启发式教学方法

教学用具

电子射线管，环行线圈，电源，投影仪，

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？