人教版高中物理选择性必修第二册第1章安培力与洛伦兹力第3节带电粒子在匀强磁场中的运动课件（31页PPT）

(课件网) 第一章　安培力与洛伦兹力 第3节　带电粒子在匀强磁场中的运动 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。 学习任务一 带电粒子在匀强磁场中的运动规律 教材新知梳理 1. 若v∥B，带电粒子（不计重力）所受洛伦兹力F＝ ，所以粒子在磁 场中做 。 2. 若v⊥B，此时初速度方向、洛伦兹力的方向均与磁场方向 ，粒子 在垂直于 方向的平面内运动。 0　 匀速直线运动　 垂直　 磁场　 垂直　 方向　 大小　 匀速圆周　 洛伦兹 力　 关键核心突破 如图所示，可用洛伦兹力演示仪观察运动电子在匀强磁场中的偏转。 （1）不加磁场时，电子束的运动轨迹如何？ 加上磁场时，电子束的运动轨迹如何？ （1）一条直线　圆　 （2）运动的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由谁提供？ （2）洛伦兹力　 （3）如果保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，轨迹圆半径如何 变化？ （3）减小 （4）如果保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，轨迹圆半径如何 变化？ （4）增大 A. 粒子的速率加倍，周期减半 B. 粒子的速率不变，轨道半径加倍 D. 粒子的速率不变，周期减半 D 学习任务二 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 教材新知梳理 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，可以过入射点和出射点作垂直于入射方 向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心（如图甲所示， P为入射点，M为出射点）。 （2）已知入射方向和出射点的位置时，可以过入射点作入射方向的垂线， 连接入射点和出射点，作连线的中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的 圆心（如图乙所示，P为入射点，M为出射点）。 3. 粒子速度偏向角 速度的偏向角φ＝圆弧所对的圆心角（回旋角）θ＝弦切角α的2倍。（如 图所示） 关键核心突破 如图所示，带电粒子进出磁场时速度方向与磁场边界的夹角有什么关系？ 具有对称性，射入和射出磁场时速度方向与磁场边界夹角大小相等。 【典例2】（教材改编题）如图所示，在第一象限内，有垂直于纸面向里的 匀强磁场（磁场足够大），磁感应强度大小为B，一电子从O点沿纸面以速度 v射入磁场中，速度方向与x轴成30°角，已知电子质量为m，电荷量为e。 （1）定性地画出电子在磁场中的轨迹，并求电子的轨迹半径； 解析：（1）由左手定则可知，电子刚射入时受力方向垂直于速度方向向右 下方，则可知运动轨迹如图所示。 （2）求电子离开磁场的出射点到O点的距离； （3）求电子在磁场中运动的时间。 A. 励磁线圈通以逆时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹 B. 励磁线圈通以顺时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹 C. 保持励磁电压不变，增加加速电压，电子束形成圆周的半径减小 D. 保持加速电压不变，增加励磁电压，电子束形成圆周的半径增大 B 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 A. 电子的运动轨迹为P→D→M→C→N→E→P C. B1＝4B2 D. B1＝2B2 AD 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 A. 磁场方向垂直于纸面向里 B. 轨迹1对应的粒子运动速度越来越大 C. 轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大 D. 轨迹3对应的粒子是正电子 A 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 A. 1∶2，2∶1 B. 2∶1，2∶1 C. 2∶1，1∶2 D. 1∶2，1∶1 C 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 B 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 6. 如图所示，一电荷量为2.0×10－9 C、质量为1.8×10－16 kg的粒子，从直 线上一点O沿与PO方向成30°角的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中， 经过1.5×10－6 s后到达直线上的P点，求： （1） ... ...