第1章 课时3 带电粒子在匀强磁场中的运动-（课件）2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【南方凤凰台·5A新学案】人教版（安徽版）

第一章　安培力与洛伦兹力 课时3　带电粒子在匀强磁场中的运动 第1页 第一章　安培力与洛伦兹力 5A新学案 物理 · 选择性必修第二册 核心 目标 1. 知道带电粒子垂直射入时，会在匀强磁场中做匀速圆周运动，能推导出半径公式和周期公式，解决有关问题． 2. 知道周期与速度无关，能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，分析、解决有关问题. 必备知识·记忆理解 要点笔记 要点1　带电粒子在匀强磁场中的运动 1. 用洛伦兹力演示仪直观可见：不加磁场时，电子束的径迹是一条直线，加磁场后电子束的径迹是一个______(如图所示)． 圆 2. 特点： (1) 带电粒子的轨迹半径跟质量和速度大小成正比；跟匀强磁场的磁感应强度和粒子所带电荷量成反比． (2) 带电粒子的运动周期跟粒子的质量成正比，与电荷量和磁感应强度成反比，而跟速率v和半径r________. 无关 C 2. (2022·安徽合肥高二上期末)质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示．下列说法中正确的是( ) A. M带正电，N带负电 B. M的运行时间等于N的运行时间 C. 洛伦兹力对M、N做正功 D. M的动量大小等于N的动量大小 B 关键能力·分析应用 分类悟法 考向1　带电粒子及其在匀强磁场中运动问题的求解方法　　 1. 带电粒子与带电微粒 (1) 带电粒子：一般指电子，质子，α粒子，正负离子等．这些粒子所受重力和洛伦兹力相比小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不能忽略质量)． (2) 带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等．除非有说明或明确暗示以外，一般都考虑重力． 2. 带电粒子在匀强磁场中运动形态、求解方法 (1) 运动形态 ①沿磁场方向射入时，带电粒子做匀速直线运动． ②垂直磁场方向射入时，带电粒子做匀速圆周运动． ③不垂直射入磁场方向时，带电粒子一边沿磁场方向做匀速运动，一边做匀速圆周运动，如下图： 　 (2022·广东汕头金山中学)如图所示，三个速度大小不同的同种带电粒子(重力不计)，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°、30°，则它们的速度之比为( ) 　 D 考向2　圆心、半径、角度、运动时间的确定 1. 两种确定轨迹圆心的方法 (1) 已知粒子运动轨迹上两点的速度方向时，作这两点速度方向的垂线，交点即为圆心，如图甲所示． (2) 已知粒子轨迹上的两点和其中一点的速度方向时，画出粒子轨迹上的两点连线(即过这两点的圆的弦)，作它的中垂线，并画出已知点的速度方向的垂线，则弦的中垂线与速度方向的垂线的交点即为圆心，如图乙所示． 甲 乙 丙 丁 　 (2022·广东揭阳揭东区高二上期末) 如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与原来电子入射方向的夹角是θ＝30°，求： (1) 电子运动的轨迹半径 　 (2) 电子的质量． (3) 电子穿过磁场的时间． A. 粒子2在AB圆弧之间某点射出磁场 B. 粒子2必在B点射出磁场 C. 粒子1与粒子2在磁场中的运动时间之比为2∶3 D. 粒子1与粒子2的速度偏转角度相同 B 巩固验收 1. (2022·陕西安康六校联考) 如图所示，MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B，一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝O处以垂直于感光板的初速度v射入磁场区域，最后到达感光板上的P点，经测量P、O间的距离为l，不计带电粒子受到的重力，求： (1) 带电粒子所受洛伦兹力的大小． 解析：带电粒子所受洛伦兹力的大小F＝qvB (2) 带电粒子的质量． 2. 如图所示，在某装置中有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于xOy所在纸面向外．某时刻在x＝l0、y＝0处，一质子沿y轴负方向进入磁场；同一时刻，在x＝－l0、y＝0处，一个α粒子进入磁场，速度方向与磁场垂直．不考虑质子与α粒子的相互作用，设质子的质量为m，电荷量为e(α粒子的质量是质子质量的4倍，α粒子的电荷量是质子电荷量的2倍)，则： (1) 如果质子经过坐标原点O，它的速度为多大？ 解析：质子的运动轨迹如图甲所示． 甲 (2) 如果α粒子与质子经最短时间在坐标原点相遇，α粒子的速度应为何值？方向如何？ 乙 Thank you for wa