1.4洛伦兹力与现代技术 课件-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册

第一章 磁场 第四节 洛伦兹力与现代技术 粤教版 选择性必修第二册 在现代科学技术中，常常要研究带电粒子在磁场中的运动。如果沿着与磁场垂直的方向发射一束带电粒子，请猜想这束粒子在匀强磁场中的运动径迹，你猜想的依据是什么？ 在必修第二册，我们学过匀速圆周运动，它有哪些特点？ 【观察与思考】如图所示是洛伦兹力演示仪的实物图和原理图。电子枪可以发射电子束。玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。励磁线圈能够在两个线圈之间产生匀强磁场，磁场的方向与两个线圈中心的连线平行。 （1）未加磁场，观察洛伦兹力演示仪中电子束的径迹形状。 （2）在玻璃泡中施加沿两线圈中心连线方向、由纸面指向读者纸内指向纸外的磁场，观察洛伦兹力演示仪中电子束的径迹形状。 【观察与思考】如图所示是洛伦兹力演示仪的实物图和原理图。电子枪可以发射电子束。玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。励磁线圈能够在两个线圈之间产生匀强磁场，磁场的方向与两个线圈中心的连线平行。 （1）未加磁场，观察洛伦兹力演示仪中电子束的径迹形状。 （2）在玻璃泡中施加沿两线圈中心连线方向、由纸面指向读者纸内指向纸外的磁场，观察洛伦兹力演示仪中电子束的径迹形状。 问题1：未加磁场时观察到电子做什么运动？ 问题2：加入磁场时电子做什么运动？ 问题3：通过观察实验，你能得出什么结论？ 情境：如图所示，带负电的粒子垂直射入匀强磁场中。 【思考问题】（1）带电粒子所受洛伦兹力的方向与速度方向有什么关系？ （2）洛伦兹力是否做功，速度大小是否发生变化？ （3）带负电的粒子在磁场中做什么运动？ 【讨论与交流】如图所示，设匀强磁场磁感应强度为 ，质量为 、电量为 的带负电粒子垂直射入磁场。不计带电粒子所受的重力。 （1）试推导出带电粒子做圆周运动时的半径。 （2）试推导出带电粒子做圆周运动时的周期。 例题1：一个质量为 kg、电荷量为 C 的带电粒子，以 m/s的初速度沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为 0.2 T 的匀强磁场。求： （1）粒子所受的重力和洛伦兹力的大小之比； （2）粒子在磁场中运动的轨道半径； （3）粒子做匀速圆周运动的周期。 情境：科研人员需要利用高速粒子对原子核进行“轰击”，以观测其可