1.4 洛伦兹力的应用（一）课件-2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦洛伦兹力的应用，核心讲解带电粒子在有界磁场中的运动规律。通过回顾洛伦兹力提供向心力时的半径、周期公式，以“定圆心、找半径、求时间”三步法为学习支架，引导学生从匀强磁场基础规律迁移至有界磁场情境。 其亮点在于以科学思维为核心，通过模型建构（如两线定圆心、几何关系求半径）和科学推理（结合洛伦兹力公式与勾股定理、边角关系）展开教学。课堂训练中例2、变式题等实例，培养学生临界条件分析与质疑创新能力，助力学生提升复杂问题解决能力，也为教师提供结构化教学流程与实例支持。

第一章 磁场对电流的作用 §4 洛伦兹力的应用（一） 当v⊥B时，洛伦兹力垂直速度，不改变速度大小，提供向心力，作匀速圆周运动： 圆周运动的半径： 圆周运动的周期： 洛伦兹力提供向心力： 速度越大，磁感应强度越小，半径越大 周期和速度、半径无关 回顾： 　在研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，着重把握“一定圆心，二找半径，三求时间”的方法。 带电粒子在有界磁场中的运动 1、定圆心：两线定一“心” （1）类型一：已知两个速度的方向，可通过入射点和出射点作速度的垂线，两条直线的交点就是圆心。 依据：圆心一定在垂直于速度的直线上。 方法：由两个半径的交点确定圆心。 vt ① — v0 v0 O O ② × × × × × × × × × × × × － － θ O A v0 B vt ③ O － + v0 vt o ④ 带电粒子在有界磁场中的运动 1、定圆心：两线定一“心” (2) 类型二：已知入射速度方向和出射点位置，做入射点和出射点连线的中垂线，与其一速度的垂线的交点为圆心。 依据：圆心一定在弦的中垂线上。 方法：由半径和弦的中垂线的交点确定圆心。 O + v0 A B O A v0 B － V +q ① ② ③ θ θ 带电粒子在有界磁场中的运动 2、找半径 r r-h h 方法一：由 r 方法二：主要由三角形几何关系求出 （一般是三角形的边角关系、或者勾股定理确定）。 1、若已知d与θ，则由边角关系知 2、若已知d与h(θ未知)，则由勾股定理知 带电粒子在有界磁场中的运动 3、 求时间 ①由周期和圆心角确定运动时间 确定圆弧对应的圆心角：θ 确定周期： ②由弧长s和速度v确定时间 t= 或 速度偏向角φ等于圆弧对应的圆心角α，又等于弦切角θ的2倍，即φ＝α＝2θ，如图所示。 圆心角与速度偏向（转）角、弦切角的关系 圆心角 偏转角 弦切角 ①直线边界: 几种常见的有界磁场 从同一直线磁场边界射入和射出的粒子，速度与边界的夹角相等。（具有对称性） 几种常见的有界磁场 ②平行边界 (存在临界条件) 几种常见的有界磁场 ③圆形边界： 对于一定的带电粒子。可以通过调节B和V0的大小来控制粒子的偏转角度。 R= 沿径向射入必沿径向射出 例1：如图所示，在xOy平面内，y≥0的区域有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、带电量大小为q的粒子从原点O沿与x轴正方向成60°角方向以v0射入，粒子的重力不计，求带电粒子在磁场中运动的时间和带电粒子离开磁场时的位置． 例2:一束电子（电量为q）以速度v0垂直射入磁感应强度为B，宽为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向成300角，则电子的质量是 ，穿过磁场的时间是 。 B v0 e 300 d 变式：在上题中若电子的电量q，质量m，磁感应强度B及宽度d已知，若要求电子不从右边界穿出，则初速度v0应满足什么条件？ B e v0 d B v0 例3.长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，求粒子的速度范围。 或 例4：如图所示，为一圆形区域的匀强磁场，在O点处有一放射源，沿半径方向射出速率为v的不同带电粒子，其中带电粒子1从A点飞出磁场，带电粒子2从B点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力，则(　　) A．带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷之比为3 ∶1 B．带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷之为 ∶1 C．带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为2 ∶1 D．带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为1 ∶2 A $