半径放缩作轨迹探索临界条件

执教学校：淳安二中             执教人：叶九开          执教班级：高三（1）班  

执教时间：10.28 上午第二节      执教地点：多媒体教室    课型：复习

一、教学目标  

1知识与能力目标

（1）掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律。

（2）理解圆轨迹随参量变化的原因。

（3）掌握利用半径放缩作轨迹，探索临界条件。

2过程与方法目标

（1）利用半径放缩作轨迹尝试探索出临界条件。

（2）用实验来增强理解

3情感态度思想目标

（1）通过半径放缩作轨迹探索临界条件，多一种解决临界问题方法。

（2）通过洛仑兹力演示仪增强直观性。增加兴趣。

二、教学重、难点

(1)重点：理解轨迹圆随参量变化的原因，应用半径放缩作轨迹探索出临界条件。

(2)难点：利用利用半径放缩作轨迹，探索出临界条件。

三、高考要求：d

四、教学过程设计 (教师活动)

(一）、建立带电粒子垂直射入磁场的缩放圆模型

1、一个带正电垂直射入无边界匀强磁场：带电粒子以沿特定方向垂直射入匀强磁场时，它们将在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹半径随速度的变化而变化，也可随磁场的变化而变化。

2、一个带正电粒子垂直射入单边界匀强磁场

(二）、利用半径放缩作轨迹尝试探索出临界条件。

例１、若磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于第            一象限（如图1），一带负电的粒子（质量为m,带电量

为q）从距原点O为d的A点射入。若粒子射入的方         向不变，要使粒子不能从x轴射出， 则粒子的速度不

能超过多少

变式1：变式.离子注入机其工作原理简化图如图2所示。MN是理想平行板电容器，N板正中央有一小孔A作为离子的喷出口，在电容器的正中间O₁有一粒子源。为了研究方便建立了如图所示的xoy平面，y轴与平行于y轴的直线（x=）区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。粒子源持续不断地产生质量为m、电量为q的正粒子（不计电荷间的相互作用、初速度和重力，不考虑磁场边界效应）。已知O₁A与x轴重合，各点坐标A（0，0）、B（，0）、C（，）、D（，）。电容器的电压连续可调，当磁

场的磁感应强度恒为 B=，求粒子从BＣ边的DＣ间射出时，电容器的电压（用U₀表示）；

例２图3甲为洛伦兹力演示仪实物图，乙为结构示意图。 演示仪中有一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈（励磁线圈），当通过励磁线圈的电流为I时，线圈之间产生沿线圈轴向、磁感应强度B=kI（k=1×10^-3T/A）的匀强磁场；半径R=80mm的圆球形玻璃泡内有电子枪，可通过加速电压U对初速度为零的电子加速并连续发射，电子刚好从球心O点正下方40mm处的S点沿水平向左射出。运动的电子流径迹沿顺时针方向，电子的比荷e/m＝２×１０^１１c／kg，求： 当励磁线圈的电流I=0.7A时，为使电子流形成完整的圆周运动，求

加速电压的范围。

变式2：若电子枪的加速电压可以在0到250V的范围内连续调节，  且励磁线圈的电流从0.5A到2A的范围内连续调节。求玻璃泡上被电子击中范围的长度。

五、课堂总结

六、作业布置：讲义

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