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

1.3带电粒子在匀强磁场中的运动学习目标1.知道带电粒子在磁场中做什么运动.2.能推导带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径公式和周期公式.

（重点）1.匀速直线运动:当带电粒子以速度v沿平行于磁场方向进入匀强磁场后,粒子所受洛伦兹力为零,所以粒子将以速度v做匀速直线运动.

当θ=0°或θ=180°时，F=0。一、带电粒子在匀强磁场中的运动2.匀速圆周运动:当带电粒子垂直射入匀强磁场中时,粒子所受洛伦兹力总是与粒子的运动方向垂直,只改变粒子速度的方向,不改变粒子速度的大小。带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。

F=qvB

正比无关无关Byz3.等螺距的螺旋线运动：带电粒子入射的速度方向与匀强磁场有一夹角θ(0°<θ<90°)时，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,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,运动轨迹为螺旋线。vv1v2

(2024·唐山市高二期末)已知氚核的质量约为质子质量的3倍，电荷量与质子电荷量相等。现在质子和氚核以大小相同的速度在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。下列说法正确的是A.质子和氚核运动半径之比为3∶1B.质子和氚核运动半径之比为1∶3C.质子和氚核运动周期之比为1∶1D.质子和氚核运动周期之比为2∶3例1√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、

实验演示：洛伦兹力演示仪②励磁线圈：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场①加速电场：作用是改变电子束出射的速度不加磁场时观察电子束的径迹。给励磁线圈通电，在玻璃泡中产生沿两线圈中心连线方向，由纸内指向读者的磁场，观察电子束的径迹。保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，观察电子束径迹的变化。保持出射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化。不加磁场时观察电子束的径迹。给励磁线圈通电，在玻璃泡中产生沿两线圈中心连线方向，由纸内指向读者的磁场，观察电子束的径迹。保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，观察电子束径迹的变化。保持出射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化。直线圆周B增大时，圆周运动的半径减小；反之半径增大。速度增大时，圆周运动的半径增大；反之半径减小。

(2025·北京市海淀区高二期末)如图所示，用洛伦兹力演示仪研究带电粒子在匀强磁场中的运动，以虚线表示电极K释放出来的电子束的径迹。在施加磁场之前，电子经加速后沿直线运动，如图甲所示；施加磁场后电子束的径迹，如图乙所示；再调节演示仪可得到图丙所示的电子束径迹。下列说法正确的是A.在图乙基础上仅增大磁感应强度，

可得到图丙所示电子束径迹B.在图乙基础上仅提高电子的加速电压，可得到图丙所示电子束径迹C.施加的磁场方向为垂直纸面向外D.图乙与图丙中电子运动一周的时间一定相等例2√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。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磁力相比在小得多，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。知识准备1:几种常见粒子三、带电粒子在磁场中的运动分析1、找圆心：2、定半径：3、确定运动时间：基本思路1．圆心的确定(1).已知入射方向和出射方向时，作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心。vt①v0v0OO②××××××××××××θOAv0Bvt③Ov0vto④+———(2).已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心。Ov0ABOAv0B－①②③θθvt+v0+(3)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，分别经过A、O、B三点。圆的任意两条弦的中垂线的交点为圆心。2、半径的确定

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，其运动时间为多少？α单位是弧度α单位是角度3、时间的计算1.轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，在磁场中运动的时间与周期、偏转角相联系。2.粒子速度的偏向角(φ)等于圆心角(α)，并等于AB弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍(如图)，即φ＝α＝2θ＝ωt注意如图所示，一个质量为m、带电荷量为-q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一