人教版高中物理选择性必修第二册第1章安培力与洛伦兹力第3节带电粒子在匀强磁场中的运动课件（31页PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选择性必修第二册第1章安培力与洛伦兹力第3节带电粒子在匀强磁场中的运动课件（31页PPT） |
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| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 4.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-02-04 00:00:00 | ||
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文档简介
(共31张PPT)
第一章 安培力与洛伦兹力
第3节 带电粒子在匀强磁场中的运动
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。
学习任务一 带电粒子在匀强磁场中的运动规律
教材新知梳理
1. 若v∥B，带电粒子（不计重力）所受洛伦兹力F＝ ，所以粒子在磁 场中做 。
2. 若v⊥B，此时初速度方向、洛伦兹力的方向均与磁场方向 ，粒子 在垂直于 方向的平面内运动。
0
匀速直线运动
垂直
磁场
垂直
方向
大小
匀速圆周
洛伦兹
力
关键核心突破
如图所示，可用洛伦兹力演示仪观察运动电子在匀强磁场中的偏转。
（1）不加磁场时，电子束的运动轨迹如何？
加上磁场时，电子束的运动轨迹如何？
（1）一条直线 圆
（2）运动的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由谁提供？
（2）洛伦兹力
（3）如果保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，轨迹圆半径如何 变化？
（3）减小
（4）如果保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，轨迹圆半径如何 变化？
（4）增大
A. 粒子的速率加倍，周期减半
B. 粒子的速率不变，轨道半径加倍
D. 粒子的速率不变，周期减半
D
学习任务二 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
教材新知梳理
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）。
（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）。
3. 粒子速度偏向角
速度的偏向角φ＝圆弧所对的圆心角（回旋角）θ＝弦切角α的2倍。（如 图所示）
关键核心突破
如图所示，带电粒子进出磁场时速度方向与磁场边界的夹角有什么关系？
具有对称性，射入和射出磁场时速度方向与磁场边界夹角大小相等。
【典例2】（教材改编题）如图所示，在第一象限内，有垂直于纸面向里的 匀强磁场（磁场足够大），磁感应强度大小为B，一电子从O点沿纸面以速度 v射入磁场中，速度方向与x轴成30°角，已知电子质量为m，电荷量为e。
（1）定性地画出电子在磁场中的轨迹，并求电子的轨迹半径；
解析：（1）由左手定则可知，电子刚射入时受力方向垂直于速度方向向右 下方，则可知运动轨迹如图所示。
（2）求电子离开磁场的出射点到O点的距离；
（3）求电子在磁场中运动的时间。
A. 励磁线圈通以逆时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹
B. 励磁线圈通以顺时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹
C. 保持励磁电压不变，增加加速电压，电子束形成圆周的半径减小
D. 保持加速电压不变，增加励磁电压，电子束形成圆周的半径增大
B
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A. 电子的运动轨迹为P→D→M→C→N→E→P
C. B1＝4B2
D. B1＝2B2
AD
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A. 磁场方向垂直于纸面向里
B. 轨迹1对应的粒子运动速度越来越大
C. 轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大
D. 轨迹3对应的粒子是正电子
A
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A. 1∶2，2∶1
B. 2∶1，2∶1
C. 2∶1，1∶2
D. 1∶2，1∶1
C
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B
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6. 如图所示，一电荷量为2.0×10－9 C、质量为1.8×10－16 kg的粒子，从直 线上一点O沿与PO方向成30°角的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中， 经过1.5×10－6 s后到达直线上的P点，求：
（1）粒子做圆周运动的周期；
（1）1.8×10－6 s
1
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解析：（1）作出粒子的运动轨迹，如图所示，由图可知粒子由O到P的大圆 弧所对的圆心角为300°，
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（2）磁感应强度B的大小；
（2）0.314 T
1
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（3）若O、P之间的距离为0.1 m，则粒子的运动速度的大小。（保留三位有 效数字）
（3）3.49×105 m/s
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第一章 安培力与洛伦兹力
第3节 带电粒子在匀强磁场中的运动
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。
学习任务一 带电粒子在匀强磁场中的运动规律
教材新知梳理
1. 若v∥B，带电粒子（不计重力）所受洛伦兹力F＝ ，所以粒子在磁 场中做 。
2. 若v⊥B，此时初速度方向、洛伦兹力的方向均与磁场方向 ，粒子 在垂直于 方向的平面内运动。
0
匀速直线运动
垂直
磁场
垂直
方向
大小
匀速圆周
洛伦兹
力
关键核心突破
如图所示，可用洛伦兹力演示仪观察运动电子在匀强磁场中的偏转。
（1）不加磁场时，电子束的运动轨迹如何？
加上磁场时，电子束的运动轨迹如何？
（1）一条直线 圆
（2）运动的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由谁提供？
（2）洛伦兹力
（3）如果保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，轨迹圆半径如何 变化？
（3）减小
（4）如果保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，轨迹圆半径如何 变化？
（4）增大
A. 粒子的速率加倍，周期减半
B. 粒子的速率不变，轨道半径加倍
D. 粒子的速率不变，周期减半
D
学习任务二 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
教材新知梳理
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）。
（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）。
3. 粒子速度偏向角
速度的偏向角φ＝圆弧所对的圆心角（回旋角）θ＝弦切角α的2倍。（如 图所示）
关键核心突破
如图所示，带电粒子进出磁场时速度方向与磁场边界的夹角有什么关系？
具有对称性，射入和射出磁场时速度方向与磁场边界夹角大小相等。
【典例2】（教材改编题）如图所示，在第一象限内，有垂直于纸面向里的 匀强磁场（磁场足够大），磁感应强度大小为B，一电子从O点沿纸面以速度 v射入磁场中，速度方向与x轴成30°角，已知电子质量为m，电荷量为e。
（1）定性地画出电子在磁场中的轨迹，并求电子的轨迹半径；
解析：（1）由左手定则可知，电子刚射入时受力方向垂直于速度方向向右 下方，则可知运动轨迹如图所示。
（2）求电子离开磁场的出射点到O点的距离；
（3）求电子在磁场中运动的时间。
A. 励磁线圈通以逆时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹
B. 励磁线圈通以顺时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹
C. 保持励磁电压不变，增加加速电压，电子束形成圆周的半径减小
D. 保持加速电压不变，增加励磁电压，电子束形成圆周的半径增大
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A. 电子的运动轨迹为P→D→M→C→N→E→P
C. B1＝4B2
D. B1＝2B2
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A. 磁场方向垂直于纸面向里
B. 轨迹1对应的粒子运动速度越来越大
C. 轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大
D. 轨迹3对应的粒子是正电子
A
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B. 2∶1，2∶1
C. 2∶1，1∶2
D. 1∶2，1∶1
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6. 如图所示，一电荷量为2.0×10－9 C、质量为1.8×10－16 kg的粒子，从直 线上一点O沿与PO方向成30°角的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中， 经过1.5×10－6 s后到达直线上的P点，求：
（1）粒子做圆周运动的周期；
（1）1.8×10－6 s
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解析：（1）作出粒子的运动轨迹，如图所示，由图可知粒子由O到P的大圆 弧所对的圆心角为300°，
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（2）磁感应强度B的大小；
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（3）若O、P之间的距离为0.1 m，则粒子的运动速度的大小。（保留三位有 效数字）
（3）3.49×105 m/s
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