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课件网) 1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动 人教版（2019）物理（选择性必修第二册） 第一章 安培力与洛伦兹力 目录 素养目标 01 课程导入 02 新课讲解 03 总结归纳 04 课堂练习 05 素养目标 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 猜想：带电粒子在磁场中的运动径迹是怎样的？ 你猜想的依据是什么？ 运动径迹 粒子 初始状态 粒子 受力情况 新课讲解 磁感线———垂直穿入手心 四指——— 大拇指———所受洛伦兹力的方向 指向正电荷的运动方向 （负电荷运动的反方向） 洛伦兹力的方向 温故知新 洛伦兹力只会改变粒子速度的 ， 不改变速度的 ， 故粒子将做 方向 大小 匀速圆周运动 － v v F F － 思考2：洛伦兹力的方向总与速度方向？ 思考1：由于是匀强磁场，洛伦兹力大小？ 不变 垂直 洛伦兹力对电荷做功吗？ 不做功 一、带电粒子在匀强磁场中的运动 v ⊥ B，洛伦兹力总是与粒子的运动方向垂直，只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小， 由于洛伦兹力提供向心力， 所以带电粒子做匀速圆周运动。 F F 1.带电粒子平行射入匀强磁场 v//B，F洛=0，粒子做匀速直线运动 2.带电粒子的速度垂直于磁场的方向进入磁场 实验验证：观察带电粒子的运动径迹 励磁线圈 电子枪 加速电压选择挡 洛伦兹力演示仪 洛伦兹力演示仪示意图 作用是改变电子束出射的速度 作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场 实验验证：观察带电粒子的运动径迹 不加磁场 加磁场 实验现象：在没有磁场作用时，电子的轨迹是直线；在管外加上垂直初速度方向的匀强磁场，电子的轨迹变弯曲成圆形 垂直射入磁场的带电粒子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？ 假设一个电荷量为q的粒子，在磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v运动，那么带电粒子所受的洛伦兹力为 思考 圆周运动的向心力公式 洛伦兹力提供向心力 二、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径和周期 B F v 电荷做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供 则： 得： B r v r 从这个结果看出，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径与它的质量、速度成正比，与电荷量、磁感应强度成反比。 你能根据以前所学的知识，推导一下带电粒子在匀强磁场做圆周运动的周期规律吗？ 方法一： 根据匀速圆周运动规律： 又由 得 方法二： 根据向心力与周期关系： 又由 得 ①圆心的确定 情景一：如图，若已知入射点P、出射点M及其两点的速度方向，如何确定带电粒子运动轨迹圆心？ v0 M O 【思路点拨】作入射速度出射速度的垂线，两垂线交点就是圆弧轨道的圆心。 三、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的情况分析 基本思路 一找圆心 二求半径 三求周期或时间 P 情景二：如图，若已知入射点P及速度方向、出射点M的位置，如何确定带电粒子运动轨迹圆心？ v0 P M O 【思路点拨】做入射速度垂线，再连接PM，并做PM的中垂线，两条线的交点就是圆弧轨道的圆心。 ①圆心的确定 ②运动半径的确定 情景一：如图，若已知入射点P、出射点M及其两点的速度方向，且已知粒子到M点后速度偏转角为θ，磁场宽度为L，则带电粒子在磁场中运动轨迹半径为多少？ v0 P M O θ θ 由几何关系可以知道： 根据直角三角形的三边关系可以知道： 即： L 【思路点拨】 情景二：如图，若粒子在P点垂直于磁场左边界入射，且从M点飞出，若已知M点距P点粒子入射线方向上的Q点距离为H，磁场宽度为L，则带电粒子在磁场中运动轨 ... ...
