文档介绍：带电粒子的圆周运动 
一、教学目标
:
(1)理解带电粒子在匀强磁场中垂直于磁场方向运动时,为什么会做匀速圆周运动。
(2)掌握带电粒子做圆周运动的半径公式与周期公式及其推导过程。
(3)了解回旋加速器的工作原理,加深对半径公式与周期公式的理解。
,通过引导学生由洛仑兹力对运动电荷的作用力的分析,逐步得出带电粒子在磁场中的运动规律,以及通过让学生推导半径公式、周期公式等教学过程,培养学生的迁移能力,体会如何用已学知识来探讨研究新问题。
,开阔学生眼界,了解物理学知识在高新科技领域的应用,激发学生学****物理知识的兴趣。
二、重点、难点分析
通过对运动电荷所受洛仑兹力的分析及观察演示实验,使学生得出带电粒子垂直于磁场方向运动时,一定做匀速圆周运动的结论是本节重点之一。
推导圆周运动的半径公式R=mv/Bq,周期公式T=2m/Bq,明确半径与周期T与哪些因素有关是本节又一重点。
“回旋加速器”是选修内容,电场、磁场在回旋加速器中的作用,电场变化周期与粒子在磁场中做圆运动的周期之间的关系是这部分教学的难点。
三、教具
-B型洛仑兹力演示仪。
:回旋加速器工作原理图。
四、主要教学过程
,引入新课
提问(1):如图1所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,一带负电的粒子以速度v垂直于磁场方向运动,磁场对电荷有什么作用?作用力的方向及大小如何?
总结学生的回答:运动电荷受到洛仑兹力f的作用,作用力的方向与速度方向垂直,力的方向与速度方向在同一平面内,作用力的大小f=Bqv。
提问(2):根据牛顿第二定律,洛仑兹力对电荷的运动将产生什么样的作用?
总结学生的回答:根据牛顿第二定律,洛仑兹力使电荷沿力的方向产生与速度方向垂直的加速度,这个加速度将使电荷运动方向发生改变。
提问(3):洛仑兹力会不会使电荷速度大小发生改变?为什么?
总结学生的回答:不会,因为洛仑兹力方向总是与速度方向垂直,所以洛仑兹力对电荷不做功,电荷的动能不变,所以速度大小不变。
这里还应强调由于洛仑兹力f=Bqv,当v的大小不变,f的大小也不会变。
提问(4):电荷在以后的运动过程中所受的洛仑兹力有什么特点,在这样的力的作用下电荷会做什么样的运动?
总结学生的回答:电荷在运动过程中洛仑兹力的大小恒定,方向时刻与电荷运动方向垂直,这个力与物体做匀速圆周运动的向心力所起的效果完全相同,因此带电粒子将在垂直磁场方向的某平面内做匀速圆周运动,如图2所示。
以上是通过理论分析得出的结论,下面用实验来验证一下。
(1)介绍实验装置及实验原理,告诉学生实验中的匀强磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的,改变环形电流的强度可以改变磁场的强弱。
(2)演示带电粒子在电场中被加速后的直线运动轨迹。
(3)演示当建立与速度方向垂直的磁场后,带电粒子做圆周运动的轨迹,引导学生注意观察带电粒子圆周运动所在的平面与磁场方向的关系。
(4)改变加速电场的电压,观察粒子圆周运动的半径发生什么样的变化;改变磁场的强弱,观察圆周运动的半径发生什么样的变化。
通过以上教学过程可以使学生得出结论:当带电粒子垂直于磁场方向运动时,在洛仑兹力的作用下,带