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1、第三章 磁场第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动学习目标】1、理解带电粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动，推导半径、周期公式。2、通过合作探究影响带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的因素学会推理归纳的方法。 【重点难点】1. 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用来分析解决有关问题2、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件，回旋加速器的工作原理与加速条件 【课前预习】1带电粒子在匀强磁场中的运动(1) 一带电粒子的质量为m电荷量为q以速率为V垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场 中，粒子做什么运动？ 推导其做圆周运动的半径和周期公式。(2) 带电粒子的运动方向与磁场方向平行，做什么运动
2、？2质谱仪是一种十分精密的仪器，它能够测量带电粒子的哪些物理量？3在现代物理学中，为了研究物质的微观结构，人们往往利用能量很高的带电粒子作为“炮 弹”，去轰击各种原子核，以观察它们的变化规律.怎样才能在实验室大量地产生高能量的 带电粒子呢？预习检测：1.三种粒子iH、2H、4He，它们以下列情况垂直进入同一匀强磁场，求它们1 1 2的轨道半径之比。具有相同速度；具有相同动能。【课内探究】探究点：带点粒子在磁场中的运动例题1、如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子从容器A 下方小孔S飘入电势差为U的加速电场。然后让粒子垂直进入 磁感应强度为 B 的磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片 D 上，
3、如图所示。求：(1) 粒子在si区做什么运动？在S2区做何种运动，在S3区将做何种运动？23(3) 粒子进入磁场时的速率？(4) 粒子在磁场中运动的轨道半径？例题2、1989年初，我国投入运行的高能粒子加速器可以把电子的能量加速到28Gev,若每级的加速电压 卩=2弘，速？思考：这种加速方式技术上存在什么困难？_卜a一级 二峨 三级例题3、如图所示，回旋加速器D型盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,高频电场 的电压为U，So为粒子源，S，为引出口。若被加速粒子的质量为m，电荷量为q，设粒子 加速时质量不变，且不考虑粒子从粒子源出来时具有的能量。求外加电场的变化周期为多少？粒子从加速器中射出
4、时所具有的能量？粒子在加速器中被加速的时间共为多少？思考讨论：1、为使带电粒子不断得到加速，提供加速电压的电源应符合怎样的要求？2、带电粒子的最高能量与哪些因素有关？例题4、质量为m,电荷量为q的粒子，以初速度v0垂直进入磁感应强 度为B、宽度为L的匀强磁场区域，如图所示。求(1) 带电粒子的运动轨迹及运动性质(2) 带电粒子运动的轨道半径(3) 带电粒子离开磁场时的速率(4) 带电粒子离开磁场时的偏转角&(5) 带电粒子在磁场中的运动时间t(6) 带电粒子离开磁场时偏转的侧位移针对训练1如图所示，一带电荷量为2 x 10-9C的质量为18x 10-16Kg的粒子，在直线MN 上一点O沿300
5、方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，经历1.5 x 10-i6s后,到达直线上的 另一点P。问：(1) 求粒子作圆周运动的周期；(2) 求磁感应强度 B 的大小；(3) 若OP距离为01m,则粒子的运动速度为多大？总结：带电粒子在磁场中运动的处理方法【当堂检测】1、质子和正+1 价的钠离子分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动，如果它们的圆周运动半径恰好相等，这说明它们进入磁场时 ()A.速率相等B.m和v的乘积相等C动能相等D质量相等2、下列关于在匀强磁场中做匀速圆周运动的电子的说法，正确的是 ()A. 速率越大，周期越大B速率越小，周期越大C速度方向与磁场方向平行D速度方向与磁场方向垂直3、经过回旋加速器后，带电粒子获得的动能 ()A与D形盒的半径无关B. 与高频电源的电压无关C与两D形盒间的缝隙宽度无关D.与匀强磁场的磁感应强度无关4质子(1H )和a粒子(4He )以相同的速率在同一匀强磁场中作匀速圆周运动，轨道12半径分别为RP和R a,周期分别为Tp和T a()A RP： Ra =1:2， TP： Ta =1:2B RP： Ra =1:1， TP： Ta =1:1C RP： Ra =1:1， TP： Ta =1:2D RP： Ra =1:2， TP： Ta =1:1学后反思】
