3.5-3.6 运动电荷在磁场中受到的力 带电粒子在匀强磁场中的运动-2021-2022学年高二物理同步备课课件名课堂优选（人教版选修3-1）

第三章 磁场 3.5 磁场对运动电荷的作用 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动 一 洛伦兹力 二 带电粒子在匀强磁场中的运动 三 带电粒子在直线边界 磁场中运动 四 带电粒子在圆形有界磁场中运动 一、洛伦兹力 1.定义：运动电荷在磁场中受到的力 2.洛伦兹力的方向（左手定则）：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向（或负电荷运动的反方向），这时拇指所指的方向就是运动的正电荷（或负电荷）所受洛伦兹力的方向，洛伦兹力的方向与带电粒子在磁场中的运动方向和磁感应强度的方向都垂直。 3.洛伦兹力的大小：F=qvB 4.洛伦兹力与安培力 （1）洛伦兹力是单个运动电荷所受的磁场力，安培力是导线中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现； （2）洛伦兹力总是不做功，而安培力可以做功； （3）大小关系：F安=nF洛（n是导体中定向运动的电荷数） （4）方向关系：洛伦兹力与安培力的方向均可用左手定则进行判定。 二、带电粒子在匀强磁场中的运动 1.若v∥B，带电粒子以速度v做匀速直线运动（此情况下洛伦兹力F=0）; 2.若v⟂B，带电粒子在垂直磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动； 3.带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的基本物理量 向心力：F=qvB=m 半径：R= 周期：T= 频率：f== 角速度：ω==f= 1.圆心的确定 （1）已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别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； （2）已知入射方向、入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心。 2.半径的确定 （1）用几何知识求半径，一般称为几何半径，通常构建三角形，利用三角函数或勾股定理求解； （2）用物理知识求半径，，即根据qvB=m 3.运动时间的确定 （1）粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时，其运动时间为t=T； （2）速度为v的粒子在磁场中运动的弧长为s时，其运动时间为t= （3）注意：粒子速度的偏向角等于圆心角，并等于弦AB与切线的夹角的2倍。 三、带电粒子在直线边界 磁场中运动 直线边界磁场 平行边界磁场 圆矩形磁场 四、带电粒子在圆形有界磁