高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第一章 安培力与洛伦兹力3 带电粒子在匀强磁场中的运动精品ppt课件

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1.知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场会在磁场中做匀速圆周运动，能推导出匀速圆周运动的半径公式和周期公式，能解释有观点现象，解决有关实际问题。2.经历实验验证带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动以及其运动半径与磁感应强度的大小和入射速度的大小的有关过程，体会物理理论必须经过实验检验。3.知道洛伦兹力作用下带电粒子做匀速圆周运动的周期与速度无关，能够联想其可能的应用。能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及其应用。
安培力是洛伦兹力的宏观体现
洛伦兹力是安培力的微观描述
猜想：带电例子在磁场中的运动径迹是怎样的？
1、当V平行于B进入磁场：
2、当V垂直于B进入磁场：
带电离子参数q、v、m，磁场磁感应强度B
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
重力不计，电荷在磁场中只受洛伦兹力
洛伦兹力的方向始终与运动方向垂直，
说明洛伦兹力对电荷不做功，
则电荷的速度大小不变，
根据以上，得知：电荷做匀速圆周运动
且洛伦兹力提供向心力。
3.若带电粒子与磁场成一定的角度射入匀强磁场，粒子如何运动？
垂直于B方向上：匀速圆周运动平行于B方向上：匀速直线运动
二、带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期
电荷做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供
周期跟轨道半径和运动速度无关
例 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。
分析：依据所给数据分别计算出带电粒子所受的重力和洛伦兹力，就可求出所受重力与洛伦兹力之比。带电粒子在匀强磁场中受洛伦兹力并做匀速圆周运动，由此可以求出粒子运动的轨道半径及周期。
F洛=Bqv⊥ =B⊥qv （0＜θ＜90°）
在只有洛仑兹力的作用下
解析：洛伦兹力是磁场对不平行于磁场的运动电荷的作用力，故A、B错；洛伦兹力总垂直于电荷的运动方向，始终不做功，不改变电荷的动能，但改变带电粒子的速度方向，故C错、D正确。
1.下列说法正确的是( )
A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D．洛伦兹力对带电粒子不做功
2.[多选］有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子（　　）A.运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍B.加速度的大小是Ⅰ中的k倍C.做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍D.做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等
3.［多选］如图所示，若粒子（不计重力）能在图中所示的磁场区域内做匀速圆周运动，则可以判断（ ）A.粒子在运动过程中动能不变B.若粒子带正电，则粒子做顺时针运动C.在其他量不变的情况下，粒子速度越大，运动周期越大D.在其他量不变的情况下，粒子速度越大，圆周运动半径越大 
4.［多选］电荷量分别为q和-q的两个带电粒子a、b分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，磁场宽度为d且AB=d，两粒子同时由A点射入，同时到达B点，如图所示，（ ）A.a粒子带负电，b粒子带正电B.两粒子的轨迹半径之比ra∶rb= ∶1C.两粒子的速度之比va∶vb=1∶2D.两粒子的质量之比ma∶mb=1∶2