第3节 带电粒子在匀强磁场中的运动 (赋能课—精细培优科学思维) 课标要求 学习目标 1.能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。2.了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及其应用。 1.理解带电粒子初速度方向和磁场方向垂直时,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。2.会根据洛伦兹力提供向心力推导半径公式和周期公式。3.会解决带电粒子在匀强磁场中运动的基本问题。 一、带电粒子在匀强磁场中的运动 1．带电粒子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场，由于带电粒子初速度的方向和洛伦兹力的方向都在与磁场方向_____的平面内，所以粒子在这个平面内运动。 2．洛伦兹力总是与粒子运动方向垂直，只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小。 3．粒子速度大小不变，粒子在匀强磁场中所受洛伦兹力大小也不改变，洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力，粒子做_____运动。 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，带电粒子的重力忽略不计，洛伦兹力提供向心力。 二、带电粒子在磁场中做圆周运动 的半径和周期 1．半径公式 由洛伦兹力提供向心力qvB＝m，可得圆周运动的半径r＝_____。 2．周期公式 匀速圆周运动的周期T＝，将r＝代入，可得T＝_____。 [微情境·大道理] 1．电子以某一速度进入洛伦兹力演示仪中。 (1)励磁线圈通电前后电子的运动情况相同吗？ (2)电子在洛伦兹力演示仪中做匀速圆周运动时，什么力提供向心力？ 2.如图，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。判断下列说法的正误。 (1)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度有关。( ) (2)带电粒子做匀速圆周运动的半径与带电粒子进入匀强磁场时速度的大小有关。( ) (3)带电粒子若垂直进入非匀强磁场后做半径不断变化的运动。( ) 强化点(一) 带电粒子做圆周运动的半径和周期 任务驱动 美丽的极光是由来自太阳的高能带电粒子流进入地球高空大气层出现的现象。科学家发现并证实，向地球两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与哪些因素有关？ [要点释解明] 1．由公式r＝可知，带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径r与比荷成反比，与速度v成正比，与磁感应强度B成反比。 2．由公式T＝可知，带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期T与速度v、半径r无关，与比荷成反比，与磁感应强度B成反比。 [典例] (2024·河北唐山期末)已知氚核的质量约为质子质量的3倍，电荷量与质子电荷量相等。现在质子和氚核以大小相同的速度在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。下列说法正确的是( ) A．质子和氚核运动半径之比为3∶1 B．质子和氚核运动半径之比为1∶3 C．质子和氚核运动周期之比为1∶1 D．质子和氚核运动周期之比为2∶3 听课记录： [题点全练清] 1．处在匀强磁场内部的两个电子A和B分别以速度v和2v垂直于磁场开始运动，经磁场偏转后，哪个电子先回到原来的出发点( ) A．条件不够，无法比较 B．A先到达 C．B先到达 D．同时到达 2．(2024·北京海淀期末)1932年，美国物理学家安德森在宇宙线实验中发现了正电子(带正电荷)。他利用放在强磁场中的云室来记录宇宙线粒子，并在云室中加入一块厚6 mm的铅板，借以减慢粒子的速度。当宇宙线粒子通过云室内的垂直纸面的匀强磁场时，拍下粒子径迹的照片，如图甲所示，根据照片画出的轨迹示意图如图乙，可分析得出( ) A．磁场方向垂直向里，正电子从上到下穿过铅板 B．磁场方向垂直向里，正电子从下到上穿过铅板 C．磁场方向垂直向外，正电子从上到下穿过铅板 D．磁场方向垂直向外，正电子从下到上穿过铅板 强化点(二) 带电粒子做圆周运动的圆心、 半径、运动时间的确定 [要点释解明] 1．圆心的确定 圆心位置的确定通常有以下两种基本方法： (1)已知入射方向和出射方向时，可以过入射 ... ...
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