人教版 (2019)选择性必修 第二册带电粒子在匀强磁场中的运动课文内容ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册带电粒子在匀强磁场中的运动课文内容ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了洛伦兹力演示仪示意图，课堂练习1，变式训练，课堂练习2，课堂练习3等内容，欢迎下载使用。
带电粒子垂直进入匀强磁场，洛伦兹力方向与速度方向垂直。根据牛顿运动定律，粒子速度发生变化，粒子将做曲线运动。带电粒子速度如何变化？速率是否变化？轨迹是什么形状？
问题1：洛伦兹力改变吗？问题2：洛伦兹力对带电粒子做什么功？粒子动能如何变化？问题3：速率如何变化？速度改变吗？
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
洛伦兹力的方向总与运动电荷的速度方向垂直，洛伦兹力对电荷不做功.洛伦兹力不改变运动电荷的动能(或速率)，只改变运动电荷的速度方向。运动电荷速率不变，洛伦兹力大小始终不变.
思考与讨论：某同学认为运动电荷进入磁场时洛伦兹力与速度垂直，电荷应做类平抛运动，轨迹为抛物线。如何评价该同学的观点？
演示实验 演示电子运动轨迹
带电粒子垂直进入匀强磁场，若只受洛伦兹力，带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。
二、带电粒子做圆周运动的半径和周期
已知速度v、电荷量q、质量m和磁场B.问题1：圆心在哪个位置？问题2：半径r是多少？问题3：周期T是多少？
洛伦兹力提供向心力半径决定因素：①比荷q/m：与比荷成反比.②与速率成正比。③与磁场大小成反比.
带电粒子在磁场中运动一周的时间为周期T，利用半径表达式得到
①周期与比荷q/m成反比。②与运动电荷速度无关。速率越大，半径和周长较大.但在圆周上运动得也较快.周期与速率无关.
【例题1】 电子质量me=9.1×10-31kg，以v=1.6×106m/s的速度垂直射入匀强磁场， B=2.0×10-4T.g=10m/s2.(1)通过计算说明为什么重力可以忽略.(2)电子圆周运动的轨迹半径.(3)电子圆周运动的周期.
解：(1)G=meg=9.1×10-30NF=evB=1.6×10-19×1.6×106×2×10-4N =5.12×10-17N洛伦兹力与重力比值为F/G~1012洛伦兹力远大于重力，重力作用效果忽略不计.
(2)代入数据得r=4.6×10-2m(3)T=1.8×10-7s.
“练习与应用”第2题质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场做匀速圆周运动。求下列情况下半径之比。(1)它们的速度大小相等；(2)它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场。
【例题2】(1)圆心(2)轨迹(3)磁场区域运动时间
轨迹为半圆.运动时间 t =T/2=πm/qB
【例题3】 匀强磁场分布在第一象限，正电荷沿y轴进入磁场.速度v逐渐增大，分析轨迹形状.
带电粒子垂直进入匀强磁场，向心力指向圆心.两个向心力方向的交点为圆心位置.速度方向始终与向心力方向垂直.在有界磁场中运动，带电粒子的轨迹为圆弧.圆弧对应的圆心角θ越大，带电粒子运动时间越长.满足关系式
练习与应用第3题 m 、q 负电；OP=a。求：(1)粒子轨迹半径r；(2)磁感应强度B大小；(3)穿过第一象限时间.
(1)由几何关系得r =a/cs30°=(2)(3)圆心角θ=120°
带正电粒子(m、+q)垂直进入图中有界磁场.带电粒子速度逐渐增大，画出不同速度下粒子的运动轨迹示意图.(用圆规作图)
【例题4】 半径为R的圆形区域存在匀强磁场.带正电粒子沿半径方向入射.