高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 带电粒子在匀强磁场中的运动多媒体教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 带电粒子在匀强磁场中的运动多媒体教学课件ppt，共22页。PPT课件主要包含了粒子的受力分析，洛伦兹力的特点，带电粒子受到洛伦兹力，洛伦兹力提供向心力，圆周运动的半径，电子枪可以发射电子束，电子的运动轨迹为圆，思路导引，完全解答，重力与洛伦兹力之比等内容，欢迎下载使用。
在现代科学技术中，常常要研究带电粒子在磁场中的运动。如果沿着与磁场垂直的方向发射一束带电粒子，请猜想这束粒子在匀强磁场中的运动径迹，你猜想的依据是什么？
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
电荷在磁场中只受洛伦兹力
洛伦兹力的方向始终与运动方向垂直
只改变速度方向不改变速度大小
电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动
提供电荷做匀速圆周运动的向心力
重力与洛伦兹力相比可以忽略。
二、带电粒子在磁场中做圆周运动的半径
设电荷量为q的粒子，磁感应强度大小为B，运动速度为v，匀速圆周运动的轨道半径为r 。
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径与它的质量、速度成正比，与电荷量、磁感应强度成反比。
观察带电粒子的运动径迹
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。
玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。
1、若不加磁场，电子做什么运动？
电子束的径迹是一条直线
2、电子以垂直于磁场方向的速度射入，做什么运动？
3、仅改变电子初速度的大小，电子运动有什么变化？
初速度增大，电子运动轨迹的半径增大。
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，电子运动轨迹的半径减小。
三、带电粒子在磁场中做圆周运动的周期
设电荷量为q的粒子，磁感应强度大小为B，运动速度为v，匀速圆周运动的轨道半径为r
从公式可以看出周期由磁场和粒子的荷质比决定，而与粒子的速度和轨道半径无关。
【例题1】一个质量为1.67×10-27kg、电荷量为1.6×10-l9C的带电粒子，以5×105m/s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；
依据所给数据分别计算出带电粒子所受的重力和洛伦兹力，就可求出所受重力与洛伦兹力之比。带电粒子在匀强磁场中受洛伦兹力并做匀速圆周运动，由此可以求出粒子运动的轨道半径及周期。
（1）粒子所受的重力 G= mg = 1.67×10-27kg×9.8 N= 1.64×10-26N 粒子所受的洛伦兹力 F= qvB= 1.6×10-19×5×105×0.2 N= 1.6×10-14N
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。
【例题1】一个质量为1.67×10-27kg、电荷量为1.6×10-l9C的带电粒子，以5×105m/s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∶（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。
（2）带电粒子所受的洛伦兹力为
由此得到粒子在磁场中运动的轨道半径
洛伦兹力提供向心力，故
（3）粒子做匀速圆周运动的周期
1、带电粒子在匀强磁场中的运动
当带电粒子速度与磁场方向垂直时：
2、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律
【例题2】如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。
（1）若电子以不同的速率v1