带电粒子在匀强磁场中的运动(一)一.学习目标1、理解洛伦兹力对粒子不做功.2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.3、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题.知道质谱仪的工作原理。二.学习重点：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，并能用来分析有关问题.三.学习难点：粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.四.自主学习与探究:［问题1］什么是洛伦兹力？_______________________________［问题2］带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？_______________________________［探究1］带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？(以电子垂直磁场方向进入为例)电子受到怎样的力的作用？这个力和电子的速度的关系是怎样的？______________②.洛伦兹力对电子的运动有什么作用？______________________________③.洛伦兹力做功吗？__________________________结论:运动轨迹：沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，粒子在垂直磁场方向的平面内做___________运动，此洛伦兹力不做功.【注意】带电粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供。［探究2］一带电量q，质量为m,速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其半径r和周期T为多大？［问题1］什么力给带电粒子做圆周运动提供向心力？___________________［问题2］向心力的计算公式是什么？_________________________结论:轨道半径和周期带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径及周期公式.轨道半径r=_____________2、周期T=_______________【说明】：（1）轨道半径和粒子的运动速率成正比.（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟轨道半径和运动速率无关.五.合作探究：1.在匀强磁场中如果带电粒子的运动方向不和磁感应强度方向垂直，它的运动轨道是什么样的曲线？2.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S1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，最后打到底片D上.(1)粒子进入磁场时的速率。(2)求粒子在磁场中运动的轨道半径。解：［本题小结］r和进入磁场的速度无关，进入同一磁场时，r∝，而且这些个量中，u、B、r可以直接测量，那么，我们可以用装置来测量比荷或算出质量。例题给我们展示的是一种十分精密的仪器------质谱仪3.如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，已知∠AOB=120°，求该带电粒子在磁场中运动的时间。请总结解带电粒子在磁场中运动问题的关键问题是哪几个方面?