(
课件网) 3. 带电粒子在匀强磁场中的运动 选择性必修二 第一章 安培力与洛伦兹力 学习目标 1、理解洛伦兹力对粒子不做功，带电粒子初速度方向与磁感应强 度方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动； 2、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，知道它们和哪些因素有关； 3、能够解答带电粒子在匀强磁场中运动相关问题。 一 洛伦兹力的方向 左手定则 伸开左手 磁感线（或者有效分量）———垂直穿入手心 四指 ——— ①指向正电荷的运动方向 ②指向负电荷运动的反向 知识回顾 二 洛伦兹力的大小 三 洛伦兹力的特点 1、洛伦兹力始终与带电粒子的速度方向和磁场方向垂直； 2、洛伦兹力只改变带电粒子的速度方向，不改变带电粒子的速度大小； 3、当带电粒子的速度方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力。 一、带电粒子在匀强磁场中的运动 1、在学习带电粒子在电场中偏转时，有哪些粒子可以忽略重力？ 哪些不可以一忽略重力呢？ 如电子、质子，α粒子，正负离子等，一般不考虑重力（但不能忽略质量） 如带电小球、液滴、尘埃等。除有说明或者暗示外，一般都考虑重力。 2、带电粒子平行射入匀强磁场做什么运动？ v//B，F洛=0，匀速直线运动 一、带电粒子在匀强磁场中的运动 如果沿着与磁场垂直的方向发射一束带电粒子（不计重力），这束粒子在匀强磁场中的运动轨迹会是什么样的呢？ F F 匀速圆周运动 二、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径 匀速圆周运动 说明: B一定，r与v成正比，r与m/q也成正比。 带电粒子受到洛伦兹力 洛伦兹力提供向心力 圆周运动的半径 三、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期 匀速圆周运动 匀速圆周运动的周期 将 代入，可得 T与v无关, B一定,只由粒子的m/q决定。 说明: 想一想 带电粒子如何获得初速度？ 炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加一电压U=2500V，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚刚离开金属丝时的速度为0。已知电子的质量 ，电子的电荷量为 。 由动能定理， 洛伦兹力演示仪 励磁线圈 电子枪 玻璃泡 加速极电压 选择档 励磁电流 选择档 四、观察带电粒子在磁场中的运动轨迹 四、观察电子在磁场中的运动轨迹 1、若不加磁场，电子做什么运动？ v 四、观察电子在磁场中的运动轨迹 2、电子以垂直于磁场方向的速度射入，做什么运动？ v 电子的运动轨迹是什么样的？ F B 四、观察电子在磁场中的运动轨迹 3、仅改变磁感应强度的大小，电子运动有什么变化？ B v 四、观察电子在磁场中的运动轨迹 4、仅改变电子初速度的大小，电子运动有什么变化？ B v 四、观察电子在磁场中的运动轨迹 5、当电子运动方向与磁场方向平行时，电子做什么运动？ B 想一想 若电子初速度方向与磁场成一定的夹角，电子的运动轨迹是什么样的呢 v v1 v2 课堂练习 例题1 一个质量为 、电荷量为 的带电粒子，以 的初速度沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为0.2T的匀强磁场。求： （1）粒子所受的重力和洛伦兹力的大小之比； （2）粒子在磁场中运动的轨道半径； （3）粒子做匀速圆周运动的周期。 解：（1）粒子所受重力 重力与洛伦兹力之比 可见，带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力远大于重力，重力作用的影响可以忽略 所受洛伦兹力 （2）带电粒子所受的洛伦兹力为 洛伦兹力提供向心力，因此 由此得到粒子在磁场中运动的轨道半径 （3）粒子做匀速圆周运动的周期 已知氚核的质量约为质子质量的3倍，带正电荷，电荷量为一个元电荷；α粒子即氦原子核，质量约为质子质量的4倍，带正电荷，电荷量为e的2倍。现在质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。求下列情况中它们 ... ...
