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(共22張PPT)
梁寧 內(nèi)蒙古師范大學(xué)
第3節(jié)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動
人教版(2019年)高中物理選擇性必修第二冊
第一章 安培力與洛倫茲力
物理也瘋狂
目錄
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動
帶電粒子半徑，周期，時間
帶電粒子運(yùn)動分析
01.
02.
03.
新課引入
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動
01.






F=qvB
電荷在磁場中只受洛倫茲力
洛倫茲力的方向始終與運(yùn)動方向垂直
只改變速度方向
不改變速度大小
洛倫茲力提供向心力
1、粒子的受力分析
2、洛倫茲力的特點(diǎn)
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動
01.
如果沿著與磁場不垂直的方向發(fā)射一束帶電粒子，這束粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動徑跡又是什么樣子呢？
1、當(dāng)V平行于B進(jìn)入磁場：
2、當(dāng)V與B夾角為θ進(jìn)入磁場：
等距螺旋運(yùn)動
勻速直線運(yùn)動
B
y
z
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動
01.

在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場的區(qū)域中，一垂直于磁場方向射入的帶電粒子的運(yùn)動軌跡如圖所示，由于帶電粒子運(yùn)動過程中受到空氣阻力的作用，因此帶電粒子的動能逐漸減小，下列說法正確的是 ( )
例題1
D
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動
01.
下列說法正確的是( )
A．運(yùn)動電荷在磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零的地方，一定受到洛倫茲力的作用
B．運(yùn)動電荷在某處不受洛倫茲力作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零
C．洛倫茲力既不能改變帶電粒子的動能，也不能改變帶電粒子的速度
D．洛倫茲力對帶電粒子不做功
D
例題2
帶電粒子半徑，周期，時間
02.
洛倫茲力提供向心力：
圓周運(yùn)動的半徑：
勻速圓周運(yùn)動的半徑：
帶電粒子半徑，周期，時間
02.
勻速圓周運(yùn)動的周期：
圓周運(yùn)動的周期：
帶電粒子半徑，周期，時間
02.
圓周運(yùn)動的時間：
勻速圓周運(yùn)動的時間：
帶電粒子半徑，周期，時間
02.
一個質(zhì)量為1.67×10-27kg、電荷量為1.6×10-19C的帶電粒子，以5×105m/s的初速度沿與磁場垂直的方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T的勻強(qiáng)磁場。求：
（1）粒子所受的重力和洛倫茲力的大小之比；
（2）粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑；
（3）粒子做勻速圓周運(yùn)動的周期。
帶電粒子半徑，周期，時間
02.
解：（1）粒子所受重力
重力與洛倫茲力之比
帶電粒子在磁場中運(yùn)動時，洛倫茲力遠(yuǎn)大于重力，重力作用的影響可以忽略
所受洛倫茲力
（2）洛倫茲力提供向心力，因此
由此得到粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑
（3）粒子做勻速圓周運(yùn)動的周期
帶電粒子運(yùn)動分析
03.
3.某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動狀態(tài)來判定。
1.基本粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負(fù)離子等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。
2.帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。
帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動
04.
1.入射角=出射角
2.速偏角 =圓心角=2入射角
3.入射速度，出射速度的垂線交于圓心
三條幾何關(guān)系
帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動
04.
直線邊界模型
帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動
04.
平行邊界模型
帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動
04.
圓形邊界模型
徑向射入徑向射出
r＝R/tan θ
t＝2θm/qB
θ＋α＝90°
帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動
04.
圓形邊界模型
徑向射入徑向射出
帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動
04.
圓形邊界模型
不沿徑向射入時
出射速度方向與半徑的夾角為θ
帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動
04.
圓形邊界模型
不沿徑向射入時
出射速度方向與半徑的夾角為θ
帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動
04.
例題1
請根據(jù)圓的知識和幾何關(guān)系做出帶電粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡圖，并利用幾何關(guān)系求出半徑(已知PM=L,圓的半徑為R)。
1
M·
θ
θ
P
·
1
θ
P
M·
1
P
M·
·
·
θ
·
P
M·
P
M·
θ
θ
本節(jié)內(nèi)容到此結(jié)束!

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