3.5洛伦兹力的应用 教案

【学习目标】

1. 理解带电粒子在B与v垂直时做匀速圆周运动

2. 会推导带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动的半径和周期，并用它解答有关问题.

3. 知道回旋加速器和质谱仪的构造和原理.

【重点难点】

1. 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。

2. 难点：分析理解质谱仪、回旋加速器的原理

(一)基础探究

探究一 带电粒子在匀强磁场中的运动

例1如图所示的装置是用来掩饰电子在匀强磁场中运动轨迹的装置．

(1)不加磁场时，电子的运动轨迹如何？加上磁场时，电子的运动轨迹如何？

(2)如果保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，轨迹圆半径如何变化？

如果保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，圆半径如何变化？

探究二、质谱仪

例2结合右图甲，总结质谱仪的构造和各部分的作用，简述质谱仪的工作原理.

(1) 带电粒子在P1与P2两平行板间做什么运动？若已知P1、P2间匀强电场的

电场强度为E，磁感应强度为B1，则从S0穿出的粒子速度是多大？

(2) 如图所示，已知S0下方磁场磁感应强度为B2，粒子打在底片上的位置距

狭缝距离为L，则粒子的荷质比是多大？

三、回旋加速器

1．回旋加速器主要由哪几部分组成？回旋加速器中磁场和电场分别起什么作用？

2．对交流电源的周期有什么要求？带电粒子获得的最大动能由哪些因素决定？

四 、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的分析

1．圆心的确定方法：两线定一点

(1)圆心一定在垂直于速度的直线上．

如图甲所示，已知入射点P(或出射点M)的速度方向，

可通过入射点和出射点作速度的垂线，两条直线的交点就是圆心

(2)圆心一定在弦的中垂线上．如图乙所示，作P、M连线的中垂线，

与其中一个速度的垂线的交点为圆心．