人教版（2019）选择性必修二 1.3 带点粒子在磁场中运动 课件19张

(共19张PPT)
第三节 带电粒子在磁场中运动
猜想：
带电粒子在匀强磁场中会做什么运动？
1、沿着磁感线方向进入匀强磁场
2、垂直磁感线方向进入匀强磁场
3、与磁感线方向成任意夹角进入匀强磁场
F
问题：若该粒子带正电，洛伦兹力方向指向哪里？
问题：洛伦兹力与速度不在一条直线上要做曲线运动，
运动一段时间后洛伦兹力又有什么特点？
问题：洛伦兹力在运动过程中做功吗？
问题：带电粒子垂直进入匀强磁场，仅在洛伦兹力作用
下做什么运动？
F
v
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
1）圆周运动的半径
2）圆周运动的周期
二、带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期：
注意：
①半径与比荷，速度，磁感应强度有关
②周期与比荷，磁感应强度有关，与速度无关
洛伦兹力演示器
洛伦兹力演示仪
励磁线圈
电子枪
玻璃泡
加速极电压
选择档
励磁电流
选择档
洛伦兹力演示仪示意图
①励磁线圈：能够在两个线圈之间产生匀强磁场，磁场的方向与两个线圈中心的连线平行。
②电子枪：可以发射电子束
带电粒子
③加速电场：作用是改变电子
束出射的速度
1、若不加磁场，电子做什么运动？
v
电子束的径迹是一条直线
洛伦兹力演示器
2、电子以垂直于磁场方向的速度射入，做什么运动？
v
F
B
电子的运动轨迹为圆
洛伦兹力演示器
3、仅改变电子初速度的大小，电子运动有什么变化？
B
v
初速度增大，电子运动轨迹的半径增大。
洛伦兹力演示器
4、仅改变磁感应强度的大小，电子运动有什么变化？
B
v
磁感应强度增大，电子运动轨迹的半径减小。
洛伦兹力演示器
通过威尔逊云室显示的正负电子在匀强磁场中的运动径迹
通过格雷塞尔气泡室显示的带电粒子在匀强磁场中的运动径迹
1.不同带电粒子的径迹半径为什么不一样？
2.同一条径迹上为什么曲率半径会越来越小呢？
电荷的匀强磁场中的三种运动形式：
(2)当υ⊥B 时，所受洛仑兹力提供向心力，做匀速圆周运动；
(3)当υ与B夹一般角度时，
(1)当υ∥B 时，所受洛仑兹力为零，做匀速直线运动；
等距螺旋 。
课 堂 小 结
洛伦兹力提供向心力
圆周运动的半径
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律
圆周运动的周期
课 堂 小 结
例2.已知氚核的质量约为质子质量的3倍，带正电荷，电荷量为一个元电荷；α粒子即氦原子核，质量约为质子质量的4倍，带正电荷，电荷量为e的2倍。现在质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。求下列情况中它们运动的半径之比：
(1)它们的速度大小相等
小试牛刀
例2.已知氚核的质量约为质子质量的3倍，带正电荷，电荷量为一个元电荷；α粒子即氦原子核，质量约为质子质量的4倍，带正电荷，电荷量为e的2倍。现在质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。求下列情况中它们运动的半径之比：
(2)它们的动量大小相等
小试牛刀
例2.已知氚核的质量约为质子质量的3倍，带正电荷，电荷量为一个元电荷；α粒子即氦原子核，质量约为质子质量的4倍，带正电荷，电荷量为e的2倍。现在质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。求下列情况中它们运动的半径之比：
(3)它们的动能大小相等
小试牛刀
例2.已知氚核的质量约为质子质量的3倍，带正电荷，电荷量为一个元电荷；α粒子即氦原子核，质量约为质子质量的4倍，带正电荷，电荷量为e的2倍。现在质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。求下列情况中它们运动的半径之比：
(4)它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场
小试牛刀
例3.如图所示，一个质量为、带负电荷粒子电荷量为、不计重力的带电粒子从 轴上的点以速度沿与轴成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于轴射出第一象限。已知，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）带电粒子穿过第一象限所用的时间。
小试牛刀