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1、第 三 章 磁場6 帶 電 粒 子 在 勻 強 磁 場 中 的 運 動 掌握帶電粒子在勻強磁場中的運動軌跡及做功情況了解質(zhì)譜儀和回旋加速器的工作原理 如圖是一臺粒子回旋加速器，它的直徑長達2km，請你探究分析回旋加速器直徑為什么要這樣大？ 1 知 識 自 主 梳 理2 重 點 難 點 突 破3 考 點 題 型 設(shè) 計4 易 錯 案 例 剖 析5 課 堂 知 識 結(jié) 構(gòu)6 隨 堂 鞏 固 提 升7 課 時 作 業(yè) 知 識 自 主 梳 理 1洛 倫 茲 力 的 特 點(1)洛倫茲力不改變帶電粒子速度的_，或者說，洛倫茲力對帶電粒子不做功。(2)洛倫茲力方向總與速度方向_，正好起到了向心力的作用。帶
2、 電 粒 子 在 勻 強 磁 場 中 的 運 動知 識 點 1大小垂直 2帶 電 粒 子 在 勻 強 磁 場 中 的 運 動(1)運動特點：沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，在勻強磁場中做_運動。勻速圓周無關(guān) 用來分析各種元素的同位素并測量其質(zhì)量及含量百分比的儀器。1構(gòu) 造如圖所示，主要由以下幾部分組成：帶電粒子注射器加速電場(U)_照相底片知 識 點 2 質(zhì) 譜 儀速度選擇器(B1、E)偏轉(zhuǎn)磁場(B2) qUqvB 1構(gòu) 造 圖知 識 點 3 回 旋 加 速 器 2工 作 原 理(1)電場的特點及作用特點：兩個D形盒之間的窄縫區(qū)域存在_的電場。作用：帶電粒子經(jīng)過該區(qū)域時被_。(2)磁場
3、的特點及作用特點：D形盒處于與盒面垂直的_磁場中。作用：帶電粒子在洛倫茲力作用下做_運動，從而改變運動方向，_ 周期后再次進入電場。周期性變化加速勻強勻速圓周半個 重 點 難 點 突 破 1 圓 心 的 確 定(1)已知入射方向和出射方向時，可通過入射點和出射點分別作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖a所示，圖中P為入射點，M為出射點)。一 、 帶 電 粒 子 在 勻 強 磁 場 中 的 勻 速 圓 周 運 動 問 題 (2)已知入射點和出射點的位置時，可以通過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和出射點，作其中垂線，這兩條垂線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖b
4、所示，圖中P為入射點，M為出射點)。 2帶 電 粒 子 在 不 同 邊 界 磁 場 中 的 運 動(1)直線邊界(進出磁場具有對稱性，如圖所示) (2)平行邊界(存在臨界條件，如圖所示) (3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖所示) 1畫 軌 跡即確定圓心，幾何方法求半徑并畫出軌跡。2找 聯(lián) 系軌道半徑與磁感應(yīng)強度、運動速度相聯(lián)系，偏轉(zhuǎn)角度與圓心角、運動時間相聯(lián)系，在磁場中運動的時間與周期、圓心角相聯(lián)系。3用 規(guī) 律即牛頓第二定律和圓周運動的規(guī)律，特別是周期公式、半徑公式。二 、 帶 電 粒 子 在 勻 強 磁 場 中 做 勻 速 圓 周 運 動 的 程 序 解 題 法 三 步 法 三
5、、 回 旋 加 速 器 解 析 ：不需要。因為粒子運動周期只與磁感應(yīng)強度和比荷有關(guān)。 考 點 題 型 設(shè) 計 題 型 1 帶 電 粒 子 在 勻 強 磁 場 中 的 運 動 B 點 評 ：處理帶電粒子在有界磁場中的運動問題，首先是根據(jù)入射點與出射點畫出大致軌跡從而確定圓心、半徑，充分利用圓周運動中的邊角對稱關(guān)系解題。同時要充分利用好半徑公式與周期公式，因為無論求解m、q還是B、v0通常都是根據(jù)這兩個公式求解的。 D 題 型 2 關(guān) 于 質(zhì) 譜 儀 和 回 旋 加 速 器 的 問 題 點 評 ：解答此類問題要做到：(1)對帶電粒子進行正確的受力分析和運動過程分析。(2)選取合適的規(guī)律，建立方程求
6、解。 D 題 型 3 帶 電 粒 子 在 復(fù) 合 場 中 的 運 動 (1)油滴在第三象限運動時受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的大小之比，并指出油滴帶何種電荷；(2)油滴在P點得到的初速度大小；(3)油滴在第一象限運動的時間。解 析 ： (1)根據(jù)受力分析(如圖)可知，油滴帶負電荷 (1)電場強度E的大小和方向；(2)小球從A點拋出時初速度v0的大?。?3)A點到x軸的高度h。 易 錯 案 例 剖 析 D A在Ekt圖像中應(yīng)有t4t3t3t2t2t1B加速電壓越大，粒子最后獲得的動能就越大C粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動能一定越大 D要想粒子獲得的最大動能增大，可增加D形盒的面積易 錯 分 析 ：錯解1：誤認為隨著粒子的速率越來越大，粒子回旋的周期越來越小，錯選A；錯解2：誤認為粒子獲得的最大動能與加速電壓有關(guān)，錯選B；錯解3：誤認為粒子加速次數(shù)越多，粒子獲得的動能越大，錯選C。 課 堂 知 識 結(jié) 構(gòu) 隨 堂 鞏 固 提 升 課 時 作 業(yè)
高中物理 第3章 磁場 6 帶電粒子在勻強磁場中的運動課件 新人教版選修3-1
