第1章 磁场（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案（粤教版2019）

习题课一　带电粒子在匀强磁场中的运动 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 类型一　轨道半径和周期公式的应用   1．洛伦兹力的特点 (1)洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小，或者说，洛伦兹力对带电粒子不做功。 (2)洛伦兹力方向总与速度方向垂直，正好起到了向心力的作用。 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 2．带电粒子在匀强磁场中的运动 (1)运动特点：沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。 (2)半径和周期公式 质量为m、带电量为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。 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 [答案]　D 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 针对训练 1．下列各图反映的是带电粒子在匀强磁场中沿垂直于磁场方向做匀速圆周运动的情况，其中正确的是(　　) 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 解析：带电粒子在匀强磁场中沿垂直于磁场方向做匀速圆周运动，其向心力由洛伦兹力提供，由左手定则可判断D正确。 答案：D 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 答案：C 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 类型二　带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动   1．圆心、半径、运动时间的分析思路 (1)圆心的确定：带电粒子垂直进入匀 强磁场后，一定做匀速圆周运动，其 速度方向一定沿圆周的切线方向，因 此圆心的位置必是两速度方向垂线的 交点(或某一速度方向的垂线与圆周上两点连线中垂线的交点)，如图所示。 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 (4)圆心角的确定 ①带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的 速度方向间的夹角φ叫偏向角。偏向角等于圆 心角，即φ＝α，如图所示。 ②某段圆弧所对应的圆心角是这段圆弧弦切角 的二倍，即α＝2θ。 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 只有当带电粒子以垂直于磁场的方向射入匀强磁场中时，带电粒子才能做匀速圆周运动，两个条件缺一不可。 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 2．带电粒子在不同边界匀强磁场中的运动 (1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示) 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 (2)平行边界(存在临界条件，如图所示) 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 (3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图所示) 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 [解析]　设电子在匀强磁场中运动半径为r，射出时与O点距离为d，运动轨迹如图所示。 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的解题步骤 (1)画轨迹：先确定圆心，再画出运动轨迹，然后用几何方法求半径。 (2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系。 (3)用规律：应用牛顿第二定律及圆周运动规律的一些基本公式。 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 针对训练 3．如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb；当速度大小为vc时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc。不计粒子重力，则(　　) A．vb∶vc＝1∶2，tb∶tc＝2∶1 B．vb∶vc＝2∶1，tb∶tc＝1∶2 C．vb∶vc＝2∶1，tb∶tc＝2∶1 D．vb∶vc＝1∶2，tb∶tc＝1∶2 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 答案：A 粤教版物理 选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 4.如图所示，带负电的粒子沿垂直磁场方向进入圆形 匀强磁场区域，出磁场时速度偏离原方向60°角，带 电粒子质量m＝3×10－20 kg，电量q＝1×10－13 C，速 度v0＝1×105 m/s，磁场区域的半径R＝0.3 m，不计粒 子的重力，求磁场的磁感应强度B。 粤教版物