1.3带电粒子在匀强磁场中的运动 课件 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

1.3带电粒子在匀强磁场中的运动 1. 洛伦兹力产生的条件？ 2. 洛伦兹力的大小和方向如何确定？ 3. 洛伦兹力有什么特点？ 复习： 注：某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定 磁场中的带电粒子一般可分为两类： 1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和洛仑兹力相比在小得多，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。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。 [问题1] 带电粒子平行射入匀强磁场（B//v）的运动状态？ （重力不计） + v B [问题2] 带电粒子垂直射入匀强磁场（B⊥v）的运动状态？ （重力不计） x x x x x x x x x x x x x x x + v F 一、带电粒子在匀强磁场中的运动 [问题3] 带电粒子与磁场成一定角度射入匀强磁场的运动状态？ （重力不计） V V1 V2 B θ 等距螺旋运动 加速电压 选择挡 励磁线圈 电子枪 磁场强弱 选择挡 洛伦兹力演示器 6 （1）圆周运动的半径 （2）圆周运动的周期 [问题4] 设粒子的速度为v、磁感应强度B、粒子质量m、电荷量q，推导粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径R和运动周期T。 （计算题请写原式！！！） 与哪些因素有关？ 带电粒子在匀强磁场中的运动 实验观察 带电粒子在匀强磁场中的运动 匀速圆周运动 带电粒子在匀强磁场中的运动是匀速圆周运动 1、质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的 速度经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如 图中虚线所示，下列表述正确的是（ ） A．M带负电，N带正电 B．M的速率小于N的速率 C．洛仑兹力对M、N做正功 D．M的运行时间大于N的运 行时间 A 例1、下列各图反映带电粒子在匀强磁场中沿垂直于磁场的方向做匀速圆周运动。其中正确的是（） +q v F +q v F -q v F +q v F A B C D CD ② ① 1.两个相同的粒子，速度大小不同，轨迹如图所示。试分析两轨迹对应粒子速度的大小关系 2.比较它们的周期大小 带电粒子沿垂直电场或磁场射入场运动比较 电 场 磁 场 受力特点 运动性质 处理方法 F=qE大小、方向不变的恒力 F=qvB大小不变、F⊥v、不做功 匀变速曲线运动 变加速曲线运动 同平抛运动 圆周运动处理 练习1. 如图，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电 流I的方向相同，则电子将（ ） A. 沿路径a运动，轨迹是圆 B. 沿路径a运动，轨迹半径越来越大 C. 沿路径a运动，轨迹半径越来越小 D. 沿路径b运动，轨迹半径越来越大 v a b I B 2、已知质子与氦核的质量之比为1:4,电荷量之比为1:2.当质子和氦核在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动时.设此时质子的动能为E1,氦核的动能为E2,则E1:E2等于( ) A.4:1 B.2:1 C.1:1 D.1:2 3、已知氢核与氦核的质量之比m1∶m2=1∶4，电荷量之比q1∶q2=1∶2，当氢核与氦核以相同的动量垂直于磁场方向射入磁场后，分别做匀速圆周运动，则氢核与氦核半径之比r1∶r2=____，周期之比T1∶T2=____.若它们以相同的动能射入磁场后，其半径之比r1′∶r2′=____，周期之比T1′∶T2′=____. Lavf52.54.0 $$