《新教材2023年秋高中物理第1章安培力与洛伦兹力3.带电粒子在匀强磁场中的运动课件新人教版选择性必修第二册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材2023年秋高中物理第1章安培力与洛伦兹力3.带电粒子在匀强磁场中的运动课件新人教版选择性必修第二册（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章安培力与洛伦兹力3带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动学学习习任任务务1知知道道带带电电粒粒子子沿沿着着与与磁磁场场垂垂直直的的方方向向射射入入匀匀强强磁磁场场会会在在磁磁场场中中做做匀匀速速圆圆周周运运动动，能能推推导导出出匀匀速速圆圆周周运运动动的的半半径径公公式式和和周周期期公公式式，能能解解释有关的现象，解决有关实际问题。释有关的现象，解决有关实际问题。2经经历历实实验验验验证证带带电电粒粒子子在在洛洛伦伦兹兹力力作作用用下下做做匀匀速速圆圆周周运运动动以以及及其其运运动动半半径径与与磁磁感感应应强强度度的的大大小小和和入入射射速速度度的的大大小小有有关关的的过过
2、程程，体体会会物物理理论必须经过实验检验。理理论必须经过实验检验。3知知道道洛洛伦伦兹兹力力作作用用下下带带电电粒粒子子做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的周周期期与与速速度度无无关关，能能够够联联想想其其可可能能的的应应用用。能能用用洛洛伦伦兹兹力力分分析析带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中的的圆周运动。了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及其应用圆周运动。了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及其应用。关键能力情境探究达成01知识点一带电粒子在匀强磁场中的运动知识点二带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的分析方法知识点一带电粒子在匀强磁场中的运动知识点一带电粒子在匀强磁场中的运动1用洛伦兹力演示仪观
3、察运动电子在磁场中的用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的运动运动实验操作实验操作轨迹特点轨迹特点不加磁场时不加磁场时电子束的径迹是电子束的径迹是_励磁线圈通电后励磁线圈通电后电子束的径迹是电子束的径迹是_保持电子速度不变，改变磁感应强度保持电子速度不变，改变磁感应强度磁感应强度越大，轨迹半径磁感应强度越大，轨迹半径_保持磁感应强度不变，改变电子速度保持磁感应强度不变，改变电子速度电子速度越大，轨迹半径电子速度越大，轨迹半径_直线直线圆周圆周越小越小越大越大2洛伦兹力的作用效果洛伦兹力的作用效果(1)洛洛伦伦兹兹力力不不改改变变带带电电粒粒子子速速度度的的_，或或者者说说，洛洛伦伦兹兹力力对对
4、带带电电粒子不做功。粒子不做功。(2)洛伦兹力方向总与运动方向洛伦兹力方向总与运动方向_，正好起到了向心力的作用。，正好起到了向心力的作用。3带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的向向心心力力由由洛洛伦伦兹兹力力提提供供：_。大小大小垂直垂直如如图图所所示示，可可用用洛洛伦伦兹兹力力演演示示仪仪观观察察运运动动电电子子在在匀匀强强磁磁场场中中的的偏转。偏转。问问题题1不不加加磁磁场场时时，电电子子束束的的运运动动轨轨迹迹如如何何？加加上上磁磁场场时时，电电子子束束的运动轨迹如何？的运动轨迹如何？提示：提示：一条直线。圆。一条直线。圆。问问题题2如如果果保保持持
5、出出射射电电子子的的速速度度不不变变，增增大大磁磁感感应应强强度度，轨轨迹迹圆圆半半径径如如何何变变化化？如如果果保保持持磁磁感感应应强强度度不不变变，增增大大出出射射电电子子的的速速度度，圆圆半径如何变化？半径如何变化？提示：提示：减小。增大减小。增大。【典典例例1】(多多选选)两两个个粒粒子子A和和B带带有有等等量量的的同同种种电电荷荷，粒粒子子A和和B以以垂垂直直于于磁磁场场的的方方向向射射入入同同一一匀匀强强磁磁场场，不不计计重重力力，则则下下列列说说法法正正确的是确的是()A如果两粒子的速度如果两粒子的速度vAvB，则两粒子的半径，则两粒子的半径rArBB如果两粒子的动能如果两粒子的
6、动能EkAEkB，则两粒子的周期，则两粒子的周期TATBC如果两粒子的质量如果两粒子的质量mAmB，则两粒子的周期，则两粒子的周期TATBD如如果果两两粒粒子子的的质质量量与与速速度度的的乘乘积积mAvAmBvB，则则两两粒粒子子的的半半径径rArB跟进训练跟进训练1(2022黑黑龙龙江江哈哈尔尔滨滨三三中中高高二二阶阶段段练练习习)如如图图所所示示，AC是是一一块块铅铅块块的的截截面面，曲曲线线MNNM是是某某带带电电粒粒子子的的运运动动轨轨迹迹，匀匀强强磁磁场场与与粒粒子子的的速速度度方方向向垂垂直直，已已知知粒粒子子在在运运动动中中电电荷荷量量不不变变，则则以以下下说说法法正正确的是确的
7、是()A粒子带正电，从粒子带正电，从N穿透穿透AC到到NB粒子带正电，从粒子带正电，从N穿透穿透AC到到NC粒子带负电，从粒子带负电，从N穿透穿透AC到到ND粒子带负电，从粒子带负电，从N穿透穿透AC到到N知识知识点点二带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的分析方法二带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的分析方法1轨迹圆心的两种确定方法轨迹圆心的两种确定方法(1)已已知知粒粒子子运运动动轨轨迹迹上上两两点点的的速速度度方方向向时时，作作这这两两速速度度方方向向的的垂垂线线，交点即为圆心，如图所示。交点即为圆心，如图所示。(2)已已知知粒粒子子轨轨迹迹上上的的两两点点和和其其中中一一点点的的
8、速速度度方方向向时时，画画出出粒粒子子轨轨迹迹上上的的两两点点连连线线(即即过过这这两两点点的的圆圆的的弦弦)，作作它它的的中中垂垂线线，并并画画出出已已知知点点的的速速度度方方向向的的垂垂线线，则则弦弦的的中中垂垂线线与与速速度度方方向向的的垂垂线线的的交交点点即即为为圆心，如图所示。圆心，如图所示。3四种角度关系四种角度关系(1)如图所示，速度的偏向角如图所示，速度的偏向角()等于圆心角等于圆心角()。(2)圆心角圆心角等于等于AB弦与速度方向的夹角弦与速度方向的夹角(弦切角弦切角)的的2倍倍(2t)。(3)相相对对的的弦弦切切角角()相相等等，与与相相邻邻的的弦弦切切角角()互互补补，即
9、即180。(4)进出同一直线边界时速度方向与该直线边界的夹角相等进出同一直线边界时速度方向与该直线边界的夹角相等。【典典例例2】如如图图所所示示，质质量量为为m、电电荷荷量量为为q的的负负离离子子，以以速速度度v垂垂直直于于荧荧光光屏屏S经经过过小小孔孔O射射入入匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向与与离离子子的的运运动动方方向向垂垂直直，磁磁感感应应强度的大小为强度的大小为B，处于真空中。则：，处于真空中。则：(1)离子打在荧光屏上的位置离离子打在荧光屏上的位置离O点的距离是多少？点的距离是多少？规律方法规律方法分析带电粒子在磁场中做圆周运动问题的要点分析带电粒子在磁场中做圆周运动问题的要
10、点(1)确定粒子的运动轨迹、半径、圆心角等是解决此类问题的关键。确定粒子的运动轨迹、半径、圆心角等是解决此类问题的关键。(2)掌掌握握粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中做做圆圆周周运运动动的的轨轨迹迹半半径径公公式式和和周周期期公公式式是是分析此类问题的依据分析此类问题的依据。跟进训练跟进训练2如如图图所所示示，一一束束电电子子(电电荷荷量量为为e)以以速速度度v由由A点点垂垂直直射射入入磁磁感感应应强强度度为为B、宽宽度度为为d的的有有界界匀匀强强磁磁场场中中，在在C点点穿穿出出磁磁场场时时的的速速度度方方向向与与电电子子原原来来的的入入射射方方向向成成30夹夹角角，则则电电子子的的质质量量是
11、是多多少少？电电子子穿穿过磁场的时间是多少？过磁场的时间是多少？学习效果随堂评估自测021 12 23 34 41 12 23 34 42如如图图所所示示，美美国国物物理理学学家家安安德德森森在在研研究究宇宇宙宙射射线线时时，在在云云雾雾室室里里观观察察到到有有一一个个粒粒子子的的径径迹迹和和电电子子的的径径迹迹弯弯曲曲程程度度相相同同，但但弯弯曲曲方方向向相相反反，从从而而发发现现了了正正电电子子，获获得得了了1936年年的的诺诺贝贝尔尔物物理理学学奖奖，已已知知云云雾雾室室中中磁磁场场方向与纸面垂直，下列说法正确的是方向与纸面垂直，下列说法正确的是()A云雾室中磁场方向垂直纸面向外云雾室中
12、磁场方向垂直纸面向外B云雾室中磁场方向垂直纸面向里云雾室中磁场方向垂直纸面向里C若增大磁感应强度，正电子运动半径增大，负电子运动半径减小若增大磁感应强度，正电子运动半径增大，负电子运动半径减小D若增大磁感应强度，正电子运动半径减小，负电子运动半径若增大磁感应强度，正电子运动半径减小，负电子运动半径增大增大1 12 23 34 41 12 23 34 43(2022广广东东饶饶平平第第二二中中学学高高二二阶阶段段练练习习)如如图图所所示示，ab是是一一段段弯弯管管，其其中中心心线线是是半半径径为为R的的一一段段圆圆弧弧，将将它它置置于于一一给给定定的的匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向如如图
13、图，有有一一束束粒粒子子对对准准a端端射射入入弯弯管管，粒粒子子有有不不同同质质量量，不不同速度，但都是二价正离子，下列说法正确的是同速度，但都是二价正离子，下列说法正确的是()A只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管B只有质量一定的粒子可沿中心线通过弯管只有质量一定的粒子可沿中心线通过弯管C只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D只有动能一定的粒子可沿中心线通过弯只有动能一定的粒子可沿中心线通过弯管管1 12 23 34 41 12 23 34 44某某个个带带电电粒粒子子进进入入匀匀强强磁磁场场中中，其其速速度度垂垂直直于于磁磁场场方方向向，带带电电粒粒子子运运动动的的周周期期T与与磁磁感感应应强强度度B的的倒倒数数之之间间的的关关系系如如图图所所示示，求求此此带带电粒子的电荷量电粒子的电荷量q与质量与质量m之比，结果保留两位有效数字。之比，结果保留两位有效数字。1 12 23 34 4
