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课件网) 物理也疯狂 人教版高中物理选择性必修第二册 第一章第3节 带电粒子在匀强磁场 中的运动 目 录 contents 01 带电粒子在匀强磁场中的运动 02 运动规律 03 分析思路 情境导入 在现代科学技术中，常常要研究带电粒子在磁场中的运动。如果沿着与磁场垂直的方向发射一束不计重力的带电粒子，请猜想这束粒子在匀强磁场中的运动径迹，你猜想的依据是什么？ 带电粒子在匀强磁场中的运动 电荷在磁场中只受洛伦兹力 洛伦兹力的方向始终与运动方向垂直 只改变速度方向 不改变速度大小 电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动 提供电荷做匀速圆周运动的向心力 1、粒子的受力分析 2、洛伦兹力的特点 带电粒子在匀强磁场中的运动 如果沿着与磁场不垂直的方向发射一束带电粒子，请猜想这束粒子在匀强磁场中的运动径迹，你猜想的依据是什么？ 1、当V平行于B进入磁场： 2、当V与B夹角为θ进入磁场： 等距螺旋运动 V 等距螺旋运动 匀速直线运动 带电粒子在匀强磁场中的运动 在方向垂直于纸面向里的匀强磁场的区域中，一垂直于磁场方向射入 的带电粒子的运动轨迹如图所示，由于带电粒子运动过程中受到空气阻力 的作用，因此带电粒子的动能逐渐减小，下列说法正确的是 ( ) √ 例1 带电粒子在匀强磁场中的运动 【解析】洛伦兹力是磁场对不平行于磁场的运动电荷的作用力，故A、B错；洛伦兹力总垂直于电荷的运动方向，始终不做功，不改变电荷的动能，但改变带电粒子的速度方向，故C错、D正确。 1.下列说法正确的是( ) A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用 B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零 C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度 D．洛伦兹力对带电粒子不做功 D 带电粒子在匀强磁场中的运动 【解析】通有交变电流的螺线管内部磁场方向始终与轴线平行，带电粒子沿磁感线运动时不受洛伦兹力，所以一直保持原匀速直线运动状态不变，答案选D. A．做圆周运动 B．沿轴线来回运动 C．做匀加速直线运动 D．做匀速直线运动 2.一个长螺线管中通有交变电流，电流方向和大小不断变化，把一个带电粒子沿管轴线匀速射入管中，不计重力，粒子将在管中（ ） D 运动规律 导学探究 B一定，r与v成正比， r与q/m也成反比。 洛伦兹力提供向心力： 圆周运动的半径： 匀速圆周运动的周期： 将 代入，可得 B一定,T只由粒子的q/m决定,与v无关 。 垂直射入磁场的带电粒子（m，q）在匀强磁场中做匀速圆周运动，圆周的半径可能与哪些因素有关？周期可能与哪些因素有关？ 运动规律 观察带电粒子的运动径迹 1.3-2 是洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪可以发射电子束。玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。励磁线圈能够在两个线圈之间产生匀强磁场，磁场的方向与两个线圈中心的连线平行。 分别预测下列情况下带电粒子的运动径迹，然后用洛伦兹力演示仪进行检验。 1 . 不加磁场。 2 . 在玻璃泡中施加沿两线圈中心连线方向、由纸面指 向读者的磁场。 3 . 保持出射电子的速度不变，改变磁感应强度。 4 . 保持磁感应强度不变，改变出射电子速度的大小和方向。 运动规律 运动规律 一个质量为1.67×10-27kg、电荷量为1.6×10-19C的带电粒子，以5×105m/s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。 例2 运动规律 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） 洛伦兹力提供向心力，因此 ... ...
