高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册带电粒子在匀强磁场中的运动集体备课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册带电粒子在匀强磁场中的运动集体备课ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了知识回顾，左手定则，直线运动，曲线运动，匀速直线运动，匀变速直线运动，平抛运动，匀速圆周运动，合力为零，分析受力等内容，欢迎下载使用。
一 洛伦兹力的方向
二 洛伦兹力的大小
四 力和运动的关系
三 洛伦兹力的特点
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直；并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。
1.洛伦兹力始终与带电粒子的速度方向和磁场方向垂直，永不做功；
2.洛伦兹力只改变带电粒子的速度方向，不改变带电粒子的速度大小；
3.当带电粒子的速度方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力。
合力恒定，与初速度共线
只受重力，初速度沿水平方向
合力指向圆心，与速度方向垂直
带电粒子在匀强磁场中的运动
思考：如果沿着与磁场垂直的方向发射一束带正电粒子，这束粒子在匀强磁场中的运动轨迹会是什么样的呢？
思考：那是怎样的曲线运动呢？
由于初速度和洛伦兹力都在跟磁场方向垂直的平面内，没有其他作用使粒子离开这平面。所以粒子只能在这个平面内运动，洛伦兹力又总是跟粒子的运动方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以粒子的速率是恒定的。由F=Bqv可知，洛伦兹力的大小也是恒定的，洛伦兹力对粒子起到向心力的作用，可见如果沿着与磁场方向垂直的方向发射带电粒子，粒子将在匀强磁场中做匀速圆周运动
匀速圆周运动的动力学规律：
例如：行星绕太阳做匀速圆周运动
思考：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径，与粒子的速度、磁场的磁感应强度有什么关系？
什么力提供带电粒子做匀速圆周运动的向心力？向心力的计算公式是什么？
带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径
带电粒子受到洛伦兹力：
带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期
将
注：周期T与运动速度及运动半径无关。
带电粒子如何获得初速度？
炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加一电压U=2500V，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚刚离开金属丝时的速度为0。已知电子的质量 ，电子的电荷量为 。
由动能定理，
观察带电粒子在磁场中的运动轨迹
工作原理:由电子枪发出的电子射线可以使玻璃泡内的稀薄气体发出辉光,显示出电子的径迹。
③励磁线圈：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心连线的匀强磁场
②加速电场：作用是改变电子束出射的速度
①电子枪 ：射出电子
1.若不加磁场，电子做什么运动？
2.电子以垂直于磁场方向的速度射入，做什么运动？
电子的运动轨迹是什么样的？
加垂直于线圈平面向里磁场，电子初速度向左，与磁场方向垂直进入匀强磁场。
3.仅改变电子初速度的大小，电子运动有什么变化？
速度增大轨迹的半径增大
顺时针旋转加速电压旋钮，加速电压逐渐增大，电子进入磁场的速度增大
电子运动轨迹的半径逐渐增大
4.仅改变磁感应强度的大小，电子运动有什么变化？
磁感应强度增大轨迹的半径逐渐减小
顺时针旋转励磁电流旋钮，励磁电流逐渐增大，匀强磁场磁感应强度逐渐增大
电子运动轨迹的半径逐渐减小
5.当电子运动方向与磁场方向平行时，电子做什么运动？
调整电子枪的方向，将电子初速度的方向调整为与磁场方向平行
电子的运动轨迹变成直线
若电子初速度方向与磁场成一定的夹角，电子的运动轨迹是什么样的呢?
电子的运动轨迹变成螺旋线
调整电子枪的方向，将电子初速度的方向调整为与磁场方向成一定角度
1.带电粒子在匀强磁场中的运动
（1）当带电粒子速度与磁场方向垂直时：
（2）当带电粒子速度与磁场方向平行时：
2.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律
一个质量为 、电荷量为 的带电粒子，以 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。
解：（1）粒子所受重力
可见，带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力远大于重力，重力作用的影响可以忽略