公开课：带电粒子在匀强磁场中的运动.doc

江苏省镇江中学物理公开课简案
课题：《带电粒子在匀强磁场中的运动》 执教人：李伟（江苏省镇江中学）
执教班级：高三（句高中） 执教时间：2012.12.31
教学目标：
1、要求学生理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
2、正确掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时的解题技巧和规律。
3、对学生进行科学方法教育和物理思想的渗透。
教学重点和难点：
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时的解题技巧和规律。
教学方法：
运用多媒体技术、师生互动。
教学过程：
一、基础知识的介绍：
1、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。（请证明）（三部曲）
2、十二字真经：
画轨迹：
找圆心：（三法）；
求半径：找勾股；
定偏角：求时间。

二、几个重要的结论：
1、如右图：

2、磁场的区域是圆形。如图：带电粒子沿着半径进入磁场，必定背离圆心出磁场。

3、关于离子源的题目先画圆心的轨迹；弦长对应的弧也长。

三、典例：
1、两个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是(　　)
A．a粒子动能较大
B．b粒子速率较大
C．b粒子在磁场中运动时间最长
D．它们做圆周运动的周期Ta＝Tb
2、 (10年全国高考)如图所示，在0≤x≤a、 0≤y≤范围内有垂直于xy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.坐标原点O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy平面内，与y轴正方向的夹角分布在0～90°范围内．已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a/2到a之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一．求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的
(1)速度的大小；
(2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦．

课后作业：
1、如图所示，真空室内有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B＝0.60T，磁场内有一块平行感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离l＝16cm处，有一个点状的α粒子发射源S，它向各个方向发射α粒子，α粒子的速度都是v＝3.0×106m/s.已知α粒子的电量与质量之比q/m＝5×107C/kg，现只考虑在纸平面中运动的α粒子，求ab上被α粒子打中的区域长度．

2．如图所示，一匀强磁场磁感应强度为B，方向向里，其边界是半径为R的圆，AB为圆的一直径．在A点有一粒子源向圆平面内的各个方向发射质量为m、电量为－q的粒子，粒子重力不计．
(1)有一带电粒子以v＝的速度垂直磁场进入圆形区域，恰从B点射出．求此粒子在磁场中运动的时间．
(2)若磁场的边界是绝缘弹性边界(粒子与边界碰撞后将以原速率反弹)，某粒子沿半径方向射入磁场，经过2次碰撞后回到A点，则该粒子的速度为多大？
(3)若R＝3 cm、B＝0.2 T，在A点的粒子源向圆平面内的各个方向发射速度均为3×105 m/s、比荷为108 C/kg的粒子．试用阴影图画出粒子在磁场中能到达的区域，并求出该区域的面积(结果保留2位有效数字)．