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

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 必备知识·记忆理解 圆 无关 C B 关键能力·分析应用 D B Thank you for watching 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. 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)． 要点2　带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期 1. 半径和周期公式：质量为m、带电荷量为q、速率为v的带电粒子，在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力： (1) 半径：由qvB＝meq \f(v2,r) 得r＝_________. (2) 周期：由T＝eq \f(2πr,v) 得T＝_________. 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________. eq \f(mv,qB) eq \f(2πm,qB) 基础内化 1. 匀强磁场垂直纸面向里，在磁场中某点同时释放两个带电粒子a和b，速度大小和方向均相同，运动轨迹如图所示．不计带电粒子的重力，下列说法中正确的是( ) A. 粒子a带正电荷，粒子b带负电荷 B. 粒子a的比荷 eq \f(q,m) 较大 C. 粒子b的运动周期较小 D. 粒子b的向心加速度较小 解析：带电粒子a做顺时针方向的圆周运动，带电粒子b做逆时针方向的圆周运动，根据左手定则判断可知，粒子a带负电荷，粒子b带正电荷，故A错误；根据洛伦兹力提供向心力可得qvB＝meq \f(v2,r)，整理得 eq \f(q,m)＝eq \f(v,Br)，由于带电粒子a做圆周运动的半径较大，比荷 eq \f(q,m) 较小，故B错误；根据T＝eq \f(2πr,v)可知，粒子b的运动周期较小，故C正确；由a＝eq \f(v2,r)可知，粒子b的向心加速度较大，故D错误． 2. (2022·江西上饶高二上期末)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 解析：由左手定则判断出M带负电荷，N带正电荷，A错误；粒子在磁场中运动半周，即时间为其周期的一半，而周期为T＝eq \f(2πm,qB)，与粒子运动的速度无关，所以M的运行时间等于N的运行时间，B正确；洛伦兹力方向与速度方向始终垂直，所以洛伦兹力对粒子不做功，C错误；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力qvB＝meq \f(v2,r)得r＝eq \f(mv,qB)，由图可知N的半径小于M的半径，而两粒子的电荷量相等，故有M的动量大小大于N的动量大小，D错误． 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： (2) 求解方法： ①画出轨迹示意图，找出圆心的位置． ②根据几何图形，找出运动时间、速度、偏转角的关系． ③根据速度的变化确定偏转角的变化，进一步求出运动时其他物理量的变化． 3. 考查分析： (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． (2) 紧抓洛伦兹力提供向心力，即qvB＝meq \f(v2,r)，是分析此类问题的依据． 　(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，