高二物理（人教版）教学课件 选择性必修二 第一章 第3节　带电粒子在匀强磁场中的运动

带电粒子在匀强磁场中的运动(赋能课—精细培优科学思维)第3节课标要求学习目标1.能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。2.了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及其应用。1.理解带电粒子初速度方向和磁场方向垂直时,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。2.会根据洛伦兹力提供向心力推导半径公式和周期公式。3.会解决带电粒子在匀强磁场中运动的基本问题。1课前预知教材/落实主干基础2课堂精析重难/深度发掘知能3课时跟踪检测CONTENTS目录课前预知教材/落实主干基础一、带电粒子在匀强磁场中的运动1.带电粒子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场,由于带电粒子初速度的方向和洛伦兹力的方向都在与磁场方向_____的平面内,所以粒子在这个平面内运动。2.洛伦兹力总是与粒子运动方向垂直,只改变粒子速度的方向,不改变粒子速度的大小。垂直3.粒子速度大小不变,粒子在匀强磁场中所受洛伦兹力大小也不改变,洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力,粒子做___________运动。带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,带电粒子的重力忽略不计,洛伦兹力提供向心力。匀速圆周

1.电子以某一速度进入洛伦兹力演示仪中。微情境·大道理(1)励磁线圈通电前后电子的运动情况相同吗?提示:①通电前,电子做匀速直线运动。②通电后,电子做匀速圆周运动。(2)电子在洛伦兹力演示仪中做匀速圆周运动时,什么力提供向心力?提示:洛伦兹力提供向心力。2.如图,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。判断下列说法的正误。(1)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度有关。

()(2)带电粒子做匀速圆周运动的半径与带电粒子进入匀强磁场时速度的大小有关。

()(3)带电粒子若垂直进入非匀强磁场后做半径不断变化的运动。

()×√√课堂精析重难/深度发掘知能

强化点(一)带电粒子做圆周运动的半径和周期任务驱动

要点释解明[典例]

(2024·河北唐山期末)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√

题点全练清√2.(2024·北京海淀期末)1932年,美国物理学家安德森在宇宙线实验中发现了正电子(带正电荷)。他利用放在强磁场中的云室来记录宇宙线粒子,并在云室中加入一块厚6mm的铅板,借以减慢粒子的速度。当宇宙线粒子通过云室内的垂直纸面的匀强磁场时,拍下粒子径迹的照片,如图甲所示,根据照片画出的轨迹示意图如图乙,可分析得出

(

)

√1.圆心的确定圆心位置的确定通常有以下两种基本方法:(1)已知入射方向和出射方向时,可以过入射点和出射点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(如图甲所示,P为入射点,M为出射点)。要点释解明强化点(二)带电粒子做圆周运动的圆心、半径、运动时间的确定(2)已知入射方向和出射点的位置时,可以过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作连线的中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图乙所示,P为入射点,M为出射点)。

/方法技巧/带电粒子在匀强磁场中运动的解题三步法1.如图所示,两个速度大小不同的同种带电粒子1、2沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°,则粒子1、2在磁场中运动的

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)A.轨迹半径之比为2∶1 B.速度之比为1∶2C.时间之比为2∶3 D.周期之比为1∶2题点全练清√

课时跟踪检测12345678910A级——基础达标1.如图所示,水平导线中有恒定电流I通过,导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同,则电子将(

)A.沿路径a运动,轨迹是圆B.沿路径a运动,轨迹半径越来越大C.沿路径a运动,轨迹半径越来越小D.沿路径b运动,轨迹半径越来越小√678910

12345156789102.(2024·北京理工大附中期末)光滑绝缘水平桌面上存在与桌面垂直方向的匀强磁场,有一带电粒子在桌面上做匀速圆周运动,当它运动到M点,突然与一不带电的静止粒子发生正碰合为一体(碰撞时间极短),则粒子的运动轨迹应是图中的哪一个(实线为原轨迹,虚线为碰后轨迹)

(

)234√15678910

234156789103.(多选)两个粒子A和B带有等量的同种电荷,粒子A和B以垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场,A、B均不计重力,则下列说法正确的是

(

)A.如果两粒子的速度vA=vB,则两粒子运动的轨道半径RA=RBB.如果两粒子的动能EkA=EkB,则两粒子运动的周期TA=TBC.如果两粒子的质量mA=mB,则两粒子运动的周期TA=TBD.如果两粒子的质量与速度的乘积mAvA=mBvB,则两粒子运动的轨道半径RA=RB234√√15678910

234156789104.如图所示,正方形abcd区域(含边界)存在垂直于纸面向里的匀强磁场,M、N两个粒子以相同的速率均从d点沿纸面da方向射入磁场区域,经磁场偏转后粒子M从b点离开磁场,粒子N从dc边的中点离开磁场,不计粒子重力以及粒子之间的相互作用,则粒子M与粒子N的比荷之比为

(

)A.1∶8

B.1∶5C.1∶4 D.2∶5234√15678910

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234√15678910

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234√√15678910

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23415678910B级——综合应用7.(2024·福建福州期末)(多选)如图所示,在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入,并恰好垂直于y轴射出磁场。已知带电粒子质量为m、电荷量为q,OP=a。不计粒子重力。根据上述信息可以求出(

)23415678910A.带电粒子在磁场中运动的轨道半径B.带电粒子在磁场中运动的速率C.带电粒子在磁场中运动的时间D.带电粒子射出磁场位置234√√15678910

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