带电粒子在匀强磁场中的运动课件-高二下学期物理人教版选择性

1.3带电粒子在匀强磁场中的运动洛伦兹力θ：速度v与磁感应强度方向B之间的夹角速度方向与磁场平行，F洛＝0θ＝0°：θ＝90°：速度方向与磁场垂直，F洛＝qvB大小计算：F洛＝qvBsinθ方向判断：左手定则磁感应强度B；速度v；B、v所确定的平面总与_________垂直能量特征：总不做功只改变速度方向，不改变速度大小洛伦兹力演示仪：观察带电粒子在匀强磁场中的运动洛伦兹力演示仪：观察带电粒子在匀强磁场中的运动两线圈之间产生与两线圈中心连线平行的匀强磁场亥姆霍兹线圈/励磁线圈励磁电流选择挡改变磁感应强度B洛伦兹力演示仪：观察带电粒子在匀强磁场中的运动电子枪改变电子的出射速度v加速电压选择挡洛伦兹力演示仪：观察带电粒子在匀强磁场中的运动内部充有稀有气体，电子束通过时会显示出运动径迹玻璃泡洛伦兹力演示仪：观察带电粒子在匀强磁场中的运动一、速度与磁场方向平行：v∥Bv//BF洛=0，匀速直线运动×

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×vF洛-二、速度与磁场方向垂直：v⊥B二、速度与磁场方向垂直：v⊥B运动轨迹：圆周运动v×

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×F洛-×

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×vF洛--F洛v-F洛v洛伦兹力F洛＝qvB在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动方向总与速度垂直，大小恒定不变提供向心力二、速度与磁场方向垂直：v⊥B

仅增大电子的出射速度，半径增大

仅增大磁感应强度，半径减小匀速圆周运动的半径与速度成正比，与磁感应强度成反比匀速圆周运动的周期与粒子比荷、磁感应强度成反比三、速度与磁场方向存在夹角θ运动轨迹：等距螺旋线d三、速度与磁场方向存在夹角θ运动轨迹：等距螺旋线

平行磁场方向以速度v1做匀速直线运动

垂直磁场方向以速度v2做匀速圆周运动dvBv2v1四、解题思路1.找圆心（1）圆心一定在洛伦兹力所在直线上，即某点速度方向的垂线上vv（2）圆心一定在某段弦的中垂线上四、解题思路（1）圆心一定在洛伦兹力所在直线上，即某点速度方向的垂线上PMv060°v0PMOv0v0PMOv0已知两点速度方向已知轨迹两点和一点的速度方向（2）圆心一定在某段弦的中垂线上1.找圆心四、解题思路（1）圆心一定在洛伦兹力所在直线上，即某点速度方向的垂线上已知两弦位置（2）圆心一定在某段弦的中垂线上1.找圆心四、解题思路2.定半径，画轨迹PMv0θv0边角关系：勾股定理：PMOv0v0θdBh构建三角形圆周运动规律联立求解θ四、解题思路3.求时间圆周运动周期周期一定时，由圆心角求时间磁场中的运动时间速率一定时，由弧长求时间PMOv0v0θdBθ粒子转过的圆心角越大，在磁场中的运动时间越长。五、例题练习P13例3一个重力不计的带电粒子以大小为v的速度从坐标为（0，L）的a点，平行于x轴射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，并从x轴上的b点射出磁场，射出磁场时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°，如图所示。（1）求带电粒子在磁场中运动的轨迹半径

（2）求粒子从a点运动到b点的时间

（3）其他条件不变，要使该粒子恰从O点射出磁场，求粒子的入射速度大小

P13例3五、例题练习一个重力不计的带电粒子以大小为v的速度从坐标为（0，L）的a点，平行于x轴射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，并从x轴上的b点射出磁场，射出磁场时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°，如图所示。（1）求带电粒子在磁场中运动的轨迹半径

（2）求粒子从a点运动到b点的时间

（3）其他条件不变，要使该粒子恰从O点射出磁场，求粒子的入射速度大小

P13例3（1）求带电粒子在磁场中运动的轨迹半径

2L（2）求粒子从a点运动到b点的时间

2πL/3v（3）其他条件不变，要使该粒子恰从O点射出磁场，求粒子的入射速度大小

v/4五、例题练习一个重力不计的带电粒子以大小为v的速度从坐标为（0，L）的a点，平行于x轴射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，并从x轴上的b点射出磁场，射出磁场时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°，如图所示。P13例3五、例题练习P14例4如图所示，长方形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，AB边长为l，AD边足够长，一质量为m、电荷量为+q的粒子从BC边上的O点以初速度v0沿垂直于BC方向射入磁场，粒子从A点离开磁场，速度方向与直线AB成30°角，不计粒子重力。求：（1）OB的长度（2）磁场的磁感应强度大小（3）粒子在磁场中经历的时间五、例题练习P14例4五、例题练习如图所示，长方形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，AB边长为l，AD边足够长，一质量为m、电荷量为+q的粒子从BC边上的O点以初速度v0沿垂直于BC方向射入磁场，粒子从A点离开磁场，速度方向与直线AB成30°角，不计粒子重力。求：（1）OB的长度（2）磁场的磁感应强度大小（3）粒子在磁场中经历的时间P14例4（1）OB的长度

(2-)l（2）磁场的磁感应强度大小

mv0/2lq（3）粒子在磁场中经历的时间πl/3v0五、例题练习如图所示，长方形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，