(课件)第一章 3 带电粒子在匀强磁场中的运动-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

3　带电粒子在匀强磁场中的运动 第一章 安培力与洛伦兹力 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 能分析带电粒子在匀强磁场中在洛伦兹力作用下的圆周运动 科学推理：能推导带电粒子垂直匀强磁场方向射入做匀速圆周运动；能推导带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期公式 会求解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的问题 目录 CONTENTS 新教材•知本与思辨 新教材•拓展与应用 01 02 新教材•知本与思辨 01 1．洛伦兹力的作用效果：洛伦兹力只改变带电粒子速度的方向，不改变带电粒子速度的________，或者说洛伦兹力不对带电粒子做功。 2． 带电粒子的运动规律 带电粒子(不计重力)以一定的速度v进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中时的运动轨迹： (1)当v∥B时，带电粒子将做匀速直线运动。 (2)当v⊥B时，带电粒子将做匀速圆周运动。洛伦兹力总与速度方向垂直，正好起到了________力的作用。 知识点一　带电粒子在匀强磁场中的运动 大小 向心 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)洛伦兹力垂直于电荷运动方向、磁感应强度方向决定的平面。(　 　) (2)电荷运动的方向和磁场的方向不一定垂直。(　 　) (3)决定洛伦兹力方向的因素：电荷的电性(正、负)、速度方向和磁感应强度的方向。(　 　) 知识点一　带电粒子在匀强磁场中的运动 √ √ √ 2．思考题：当不计重力的带电粒子斜射入匀强磁场时，带电粒子的运动轨迹是怎样的？ 答案：带电粒子的运动轨迹为螺旋线。 知识点一　带电粒子在匀强磁场中的运动 知识点二　带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径和周期 1．轨迹圆心的两种确定方法 (1)当已知粒子运动轨迹上两点的速度方向时，作这两个速度方向的垂线，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。 知识点二　带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径和周期 知识点二　带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径和周期 5．圆心角的确定 (1)如图所示，速度的偏向角φ等于轨迹对应的圆心角α。 (2)圆心角α等于AB弦与速度方向的夹角(弦切角θ)的2倍(φ＝α＝2θ＝ωt)。 知识点二　带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径和周期  √  知识点二　带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径和周期 2．思考题：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期由什么决定？ 新教材•拓展与应用 02 类型一　求解带电粒子在磁场中运动的　半径、时间等的问题 类型一　求解带电粒子在磁场中运动的　半径、时间等的问题 例1 如图所示，一束带电荷量为e的电子，以速度v垂直射入磁感应强度大小为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子入射方向的夹角是θ＝30°，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？ 类型一　求解带电粒子在磁场中运动的　半径、时间等的问题 如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场边界上，两个质量、电荷量均相等的正、负离子(不计重力)，从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成θ角。关于正、负离子在磁场中运动的过程，下列判断错误的是(　 　) A．运动的轨道半径相同 B．重新回到磁场边界时速度的大小和方向都相同 C．运动的时间相同 D．重新回到磁场边界的位置到O点的距离相等 活学活用 C 活学活用 若带电粒子沿圆形匀强磁场的半径射入，则射出时的速度方向的反向延长线过该圆形磁场的圆心。 类型二　带电粒子沿圆形匀强磁场半径　射入的问题　 例2 如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，O为圆心。一带电粒子从磁场边界圆上的A点以速度v0沿圆的半径方向射入磁场，经磁场偏转，粒子从P点射出磁场，PO⊥AO。仅改变粒子从A点射入磁场的速度大小，改变后粒子从Q点射出磁场，∠QOC＝60°，则粒子改变后的速度大小为(　 　) 类型二　带电粒子沿圆形匀强磁场半径　射入的问题　 C 类型二　带电粒子沿圆形匀强磁场半径　射入的问题　 两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。不计粒子的重力，下列说法正确的是(　 　) A．a粒子带正电，b粒子带负电 B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大 C．b粒子的动能较大 D．b粒子在磁场中运动的时间较长 活学活用 C 活学活用 本课点睛(教师用书独有) 不计重力，沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场的带电粒子，在磁场中做匀速圆周运动。 温馨说明：课后请完成高效作业5 感谢聆听，再见！ 2．运动半径大小的确