1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理 选择性必修第二册（人教版2019）

[拓展1]选BC小球先后两次经过最低点时速度大小相 等、方向相反，动能相等、动量大小相等但方向相反。由左手 第3节带电粒子在匀强磁场中的运动 定则可知小球先后两次受到的洛伦兹力大小相等，方向相 落实必备知识 反。小球的加速度为圆周运动的向心加速度，由4= 可 [预读教材] 知，小球先后两次通过最低点的向心加速度相同。B、C正 1.垂直3.匀速圆周 确，A、D错误。 「拓展2]选D小球第一次通过最低位置后继续向左运 动，由于悬线的拉力、洛伦兹力均不做功，因此小球运动到左 1. 侧最高，点时，悬线水平且与磁感线垂直，之后小球向右摆动， B aB 第二次通过最低位置时速度大小仍为，方向从左到右，由左 ;[情境创设] 手定则可知此时小球所受洛伦滋力℉方向向上，在最低位！1，提示：(1)①通电前，电子做匀速直线运动。②通电后，电子 置，小球受到重力g、洛伦兹力F和悬线的拉力F',根据牛！ 做匀速圆周运动。 (2)洛伦兹力提供向心力。 顿第二定律有F'+F-mg=m,又F=qB,解得Fr'=2.(1)×(2)√(3)√ 3mg一Bq√2gl,D正确。 强化关键能力 [针对训练] 新知学习（一） 1.选D为使小球对平面无压力，则应使它受到的洛伦兹力刚[任务驱动] 好平衡重力，磁场不动而只增大磁感应强度B,小球在磁场 、 提示：一方面磁场在不断增强，另一方面由于大气阻力粒子速 中不受洛伦兹力，A错误：磁场向上移动相当于小球向下运 动，所受洛伦兹力方向向右，不可能平衡重力；磁场以)向右 度不断减小，根据r=m B,丰径r是不断减小的。 移动，等同于小球以速率)向左运动，此时所受洛伦兹力方向 向下，也不可能平衡重力，B、C错误：磁场以)向左移动，等同 :[典例]选A由洛伦兹力和牛顿第二定律可得r,=日 qpB' 于小球以速率向右运动，此时所受洛伦兹力方向向上，当 B=mg时，小球对绝缘水平面无压力，即厂器D正确。 2二日，故二=2，且由左手定则对其运动的方向判断可 知A正确。 2.选C有磁场时，小球恰好通过最高点，有：g一qB=[针对训练] 出宗产园 21 两式可知2>1。根据动能定理，由于洛伦兹力和支持力不！ 两个电子各自经过一个周期又回到原来的出发点，故同时到 做功，都是只有重力做功，mg(h-2R)=号m心可知，H> 达，D正确。 2.选C设带电粒子在P,点时初速度为1，从Q点穿过铝板 H,C正确 浸润学科素养和核心价值 后速度为u2,则E1=习mu2,Ee=2m；由题意可知 1.解析：根据左手定则可判断出带电粒子所受洛伦兹力的方向 E1=2Ee,即2mu2=m4,则= 。由洛伦兹力提供 w21 或运动方向。 ××■ 向心力，即gB=m ，得B=m四，由题意可知=二，所以 gr B1上=，C正确。 B22r1 2 (b) (c) (c0 (e) 答案：见解析 新知学习（二） 2.解析：(1)根据左手定则判断，小滑块带负电荷。 [典例]解析：电子在磁场中运动，只受洛伦兹 (2)根据题意，小滑块离开斜面的瞬间 力的作用，故其轨迹是圆周的一部分，又因洛 quB=mgcos a 伦兹力总是与速度方向垂直，故电子做圆周 运动的圆心在电子射入和穿出磁场时受到的 解得u=mngeos a 0.1×103×10× 洛伦兹力作用线的交点上，即过轨迹上两点 2 m/s≈3.46m/s。 作速度的垂线可找到圆心O点，如图所示。 5×10-4×0.5 由几何关系可知，孤AC所对的圆心角0=30°，OC为半径， (3)根据牛顿第二定律ngsin a=md 再根据v2=2a.x 则r sin30°=2d 解得：x=1.2m 答案：(1)负电荷(2)3.46m/s(3)1.2m 由eBu=m,代入r=2d,可得m=2dBc 3.解析：(1)根据左手定则，正电荷向上偏转，故α点电势高。 因为孤AC所对的圆心角是30°，故电子穿过磁场的时间为 U U (2)根据9B=g,解得u=Ba = 答案：(1)a点(2) U 答案.2dBed 3 [「针对训练] 1.选C由安培定则可以判断出两个线圈的 1.选B根据题意找出粒子做圆周运动的圆 60 左端是N极，磁感线分布如图所示，再由左 心，如图所示。 手定则判断出电子束应向下偏转，C正确。 设圆形磁场区域的半径为R,由几何关系可 2.提示：(1)由于洛伦兹力和速度方向始终垂 知，带电粒子以射入磁场时，在磁场中运文文训 直，所以洛伦兹力只改变带电粒子速度的方向，不改变带电 动的轨迹半径1=R,带电粒子以2射入磁 粒子速度的大小。 R (2)由于洛伦兹力和速度方向始终垂直，所以洛伦滋力对带 场时，在磁场中运动的轨迹半径”2= 609 电粒子不做功，带电粒子的动能不变。 tan 2 3 =√3R,根据洛伦滋力提供向心力有qB=mt,可得