第一章补充专题 带电粒子在匀强磁场中的运动 课件 -2026-2027学年高二下学期物理粤教版选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦带电粒子在匀强磁场中的运动规律，通过知识回顾洛伦兹力的大小、方向及特点，结合前置知识中粒子分类（是否考虑重力），搭建新旧知识联系的学习支架，为后续运动分析奠定基础。 其亮点在于利用洛伦兹力演示仪实验直观展示运动轨迹，结合科学思维中的模型建构，引导学生通过几何关系确定圆心、半径及运动时间，例题覆盖有界、无界等多种磁场情境并总结规律。这有助于学生提升科学探究能力和解题逻辑，也为教师提供系统教学资源，提高教学效率。

授课教师：物思理 粤教版高中物理选择性必修第二册课件 第一章 磁场 补充专题 带电粒子在匀强 磁场中的运动 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 补充 带电粒子在匀强磁场中的运动 1、带电粒子在匀强磁场中的运动 3、带电粒子在磁场中的圆周运动分析 2、带电粒子在磁场中运动的半径和周期 4、总结与练习 目录 探究新知 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2 知识回顾 1、洛伦兹力的大小、方向、特点？ 大小： 方向： 特点： f洛＝qvBsinθ 用左手定则判断 f洛⊥B 、f洛⊥v , 即f洛 ⊥vB 组成的平面 只改变v的方向，不改变v的大小 ， 对运动电荷永不做功. （为v与B之间的夹角） 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 前置知识 3、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 常见粒子的分类（受力分析是否要考虑重力） 1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受的重力与洛伦兹力相比要小得多，除非有说明或明确的暗示之外，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。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1、带电粒子平行进入磁场，在匀强磁场中做什么运动？ B v 带电粒子不受力，做匀速直线运动。 一、带电粒子在匀强磁场中的运动 2、垂直于磁场的方向射入匀强磁场的带电粒子，在匀强磁场中做什么运动？ f洛=qvB对带电粒子起向心力的作用，故粒子在垂直于磁场的平面内作匀速圆周运动。 当θ=0°或θ=180°时，f洛=0。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 B y z 粒子的速度可分解为垂直于磁场方向的速度v1和平行于磁场方向的速度v2。 v v1 v2 3、若v与B之间的夹角θ，带电粒子的运动轨迹又是什么样的呢? 一、带电粒子在匀强磁场中的运动 在垂直于磁场方向以速度v1做匀速圆周运动，在平行于磁场方向以速度v2做匀速直线运动。 带电粒子的运动轨迹为等螺距的螺旋线运动。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 垂直射入磁场的带电粒子（m，q）在匀强磁场中做匀速圆周运动。 圆周的半径可能与哪些因素有关？ 运动的周期可能与哪些因素有关？ 二 、带电粒子在磁场中运动的半径和周期 下面我们通过实验去观察总结！ 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 实验装置 洛伦兹力演示仪： 励磁线圈 电子枪 加速极电压选择档 励磁电流选择档 玻璃泡 玻璃泡内充有稀薄的气体（低压水银蒸汽），电子束通过时能够显示电子的径迹。 二 、带电粒子在磁场中运动的半径和周期 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 励磁线圈（亥姆霍兹线圈）：能在两线圈之间产生平行于两线圈中心连线的匀强磁场. 二 、带电粒子在磁场中运动的半径和周期 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 实验结论 2.沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子,在匀强磁场中做圆周运动; 3.磁场强度不变,粒子射入的速度增加,轨道半径也增大; 4.粒子射入速度不变,磁场强度增大,轨道半径减小. 1.不加磁场时，带电粒子做匀速直线运动; 二 、带电粒子在磁场中运动的半径和周期 无磁场 有磁场 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 实验演示 二 、带电粒子在磁场中运动的半径和周期 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 二 、带电粒子在磁场中运动的半径和周期 实验演示 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 洛伦兹力提供向心力： 圆周运动的半径： 匀速圆周运动的周期： 二 、带电粒子在磁场中运动的半径和周期 垂直于磁场的方向射入匀强磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。 结论：1.B一定时，半径r与v成正比，与比荷q/m（荷质比）成反比。 2.周期T与r 、v均无关，而与B和比荷q/m（荷质比）成反比。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例题1.一个质量为1.67×10-27kg、电荷量为1.6×10-19C的带电粒子，以5×105m/s的初速度沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为0.2T的匀强磁场。求： （1）粒子所受的重力和洛伦兹力的大小之比； （2）粒子在磁场中运动的轨道半径； （3）粒子做匀速圆周运动的周期。 二 、带电粒子在磁场中运动的半径和周期 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 解：（1）粒子所受重力 重力与洛伦兹力之比 可见，带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力远大于重力，重力作用的影响可以忽略 所受洛伦兹力 （2）洛伦兹力提供向心力，因此 由此得到粒子在磁场中运动的轨道半径 （3）粒子做匀速圆周运动的周期 二 、带电粒子在磁场中运动的半径和周期 例题1. 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例题2.如图，甲、乙两个带电粒子沿着垂直于磁感线的方向从某点射入同一匀强磁场中，它们在磁场中的运动轨迹重合，两粒子的质量m乙=2m甲，两粒子的电量q乙=q甲。它们在磁场中运动，大小相等的物理量是（ ） A．时间 B．加速度 C．动量 D．动能 C 二 、带电粒子在磁场中运动的半径和周期 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例3.一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一个匀强磁场，粒子后段轨迹如图所示，轨迹上的每一小段都可近似看成是圆弧.由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减少(带电量不变).从图中情况可以确定( ) A.粒子从a到b，带正电 B.粒子从b到a，带正电 C.粒子从a到b，带负电 D.粒子从b到a，带负电 B 二 、带电粒子在磁场中运动的半径和周期 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1、运动特点: 带电粒子以垂直于磁场方向进入磁场，其轨迹是一段圆弧。 2、解题基本思路: (1)画轨迹 (2)定圆心 (3)求半径 (4)确定周期或运动时间 三、带电粒子在磁场中的圆周运动分析 注意：周期T与运动速度v、运动半径r都无关! 3.常用公式： 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.圆心的确定 a、两个速度方向垂直线的交点。（已知入射与出射方向） V O b、一个速度方向的垂直线和一条弦的中垂线的交点。（已知入射方向与出射点） O 基本思路：圆心一定在与速度方向垂直的直线上，通常有两种方法： 口诀：见速度作垂线，见两点作中垂线。 三、带电粒子在磁场中的圆周运动分析 v θ θ 注：此时圆心角等于速度偏向角。 圆心角 偏向角 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 vt ① v0 v0 O O ② × × × × × × × × × × × × θ O A v0 B vt ③ O v0 vt o ④ + — — — 三、带电粒子在磁场中的圆周运动分析 1.圆心的确定 常见典型例子 O v0 A B O A v0 B － ⑤ ⑥ ⑦ θ θ vt + v0 + a b o o o 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2．半径的确定 （1）半径的计算一般利用几何知识解直角三角形。做题时一定要画好辅助线，由圆的半径和其他几何边构成直角三角形． 三、带电粒子在磁场中的圆周运动分析 r r d 典例1 （2）利用 求解 典例2 (已知d和，求r=?) (已知r和，求R=?) 沿径向射入必沿径向射出 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时，其运动时间t为多少？ (α单位是弧度) (α单位是角度) 三、带电粒子在磁场中的圆周运动分析 3.运动时间的确定 偏向角等于圆心角, 等于弦切角θ的2倍 弦切角 圆心角 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.一正离子,电量为q ,以速度v 垂直射入磁感应强度为B、宽度为d 的匀强磁场中，穿越磁场时速度方向与其原来入射方向的夹角是30°，则该离子的质量是多少？穿越磁场的时间又是多少？ v θ 思考：（1）圆心在哪（2）轨迹半径多少? O B A θ d v 答案: (带电粒子在有界磁场中的运动) 四、典例练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 变化1：在上题中若一电子的电量e，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有什么要求？ B e v0 d B (带电粒子在有界磁场中的运动) 四、典例练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 变化2：若初速度向下与边界成α=60o，若要求电子不从右边界穿出，则初速度v0又有什么要求？ α r d 300 v0 (带电粒子在有界磁场中的运动) 四、典例练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 变化3：若初速度向上与边界成α=600，若要求电子不从右边界穿出，则初速度v0有什么要求？ α v0 d 300 (带电粒子在有界磁场中的运动) 四、典例练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 C D B v α 2.如图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，C、D是垂直于磁场方向的同一平面上的两点，相距为d。在磁场中运动的电子经过C点时的速度方向与CD成α=300角，并与CD在同一平面内，电子质量为me，电量为e。问： (1)若电子后来又经过D点，则电子的速度大小是多少？ (2)电子从C到D经历的时间是多少？ (带电粒子在无界磁场中的运动) 答案： 四、典例练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 3.如图所示，在y< 0的区域内存在匀强磁场，磁场方向如图，磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v 从O点射入磁场，入射方向在xoy平面内，与x轴正向的夹角为θ。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求该粒子的比荷q/m。 (带电粒子在半无界磁场中的运动) （单边界磁场） 补充：求该带电粒子在磁场中的运动时间t 四、典例练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 x y o p θ v θ θ v θ 入射速度与边界夹角=出射速度与边界夹角 L (带电粒子在半无界磁场中的运动) （单边界磁场） 四、典例练习 θ A 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 解：带正电粒子射入磁场后，由于受到洛伦兹力的作用，粒子将沿图示的轨迹运动，从A 点射出磁场，O、A 间的距离为l，设圆轨迹的半径为ｒ，射出时速度的大小仍为v0，射出方向与x 轴的夹角仍为θ，由洛伦兹力公式和牛顿定律可得： 　 (2) 圆轨道的圆心位于OA 的中垂线上，由几何关系可得     联立（1）（2）两式，解得 解得： (1) (3) (带电粒子在半无界磁场中的运动) （单边界磁场） 四、典例练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 (4) (5) (6) 补充：求该带电粒子在磁场中的运动时间t的解法： 设粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，由匀速圆周运动周期公式有: 由图中几何关系可知圆轨迹所对应圆心角为: 则带电粒子在磁场中的运动时间为： 联立(4)（5）（6）式可得： (7) (带电粒子在半无界磁场中的运动) （单边界磁场） 四、典例练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【变式】4.如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面向里，磁感强度为B.一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ.求： (1)该粒子射出磁场的位置 (2)该粒子在磁场中运动的时间. (粒子所受重力不计) (带电粒子在半无界磁场中的运动) （单边界磁场） 四、典例练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 解： ν ν O1 θ θ θ ① ② ③ ④ (带电粒子在半无界磁场中的运动) （单边界磁场） 四、典例练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 典例1.直线边界 典例2.平行边界 总结：带电粒子在磁场中的圆周运动一些常见规律 （特点：进出磁场具有对称性） （特点：存在临界条件） 当带电粒子从同一边界入射出射时速度与边界夹角相同 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 35 典例3.圆形边界 （特点：沿径向射入必沿径向射出） 总结：带电粒子在磁场中的圆周运动一些常见规律 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 解题规律小结： 1、基本公式需熟练掌握： 3、注意题设中的隐含条件和临界条件 2、画轨迹,找几何关系,列相应方程求解 1)确定圆心； 2）求半径； 3）求周期、求时间 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 See you later! 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 Lavf58.12.100 $