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课前预习ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册3 带电粒子在匀强磁场中的运动课前预习ppt课件，共22页。PPT课件主要包含了学习目标，左手定则，伸开左手，知识回顾，匀速圆周运动，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，匀速圆周运动的周期，想一想等内容，欢迎下载使用。
1、理解洛伦兹力对粒子不做功，带电粒子初速度方向与磁感应强 度方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动；2、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，知道它们和哪些因素有关；3、能够解答带电粒子在匀强磁场中运动相关问题。
磁感线（或者有效分量）——垂直穿入手心
①指向正电荷的运动方向
②指向负电荷运动的反向
三 洛伦兹力的特点
1、洛伦兹力始终与带电粒子的速度方向和磁场方向垂直；
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。
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
1、在学习带电粒子在电场中偏转时，有哪些粒子可以忽略重力？ 哪些不可以一忽略重力呢？
如电子、质子，α粒子，正负离子等，一般不考虑重力（但不能忽略质量）
如带电小球、液滴、尘埃等。除有说明或者暗示外，一般都考虑重力。
2、带电粒子平行射入匀强磁场做什么运动？
v//B，F洛=0，匀速直线运动
如果沿着与磁场垂直的方向发射一束带电粒子（不计重力），这束粒子在匀强磁场中的运动轨迹会是什么样的呢？
二、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径
B一定，r与v成正比，r与m/q也成正比。
三、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期
将 代入，可得
T与v无关, B一定,只由粒子的m/q决定。
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，
四、观察带电粒子在磁场中的运动轨迹
四、观察电子在磁场中的运动轨迹
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？
3、仅改变磁感应强度的大小，电子运动有什么变化？
4、仅改变电子初速度的大小，电子运动有什么变化？
5、当电子运动方向与磁场方向平行时，电子做什么运动？
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?
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
（2）带电粒子所受的洛伦兹力为
洛伦兹力提供向心力，因此
由此得到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
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和周期之比：（1）它们的速度大小相等；（2）它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场。
解：带电粒子在匀强磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力
（1）它们的速度大小相等时
（2）当它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场时
在电场中，由动能定理：
在磁场中做匀速圆周运动：
小结（一）：分析粒子的圆周运动，要从粒子的动力学规律入手，由洛伦兹力提供向心力，得到相关物理量间之间的关系；
五、带电粒子圆周运动的深入分析
(2)圆心一定在弦的中垂线上
(1)圆心一定在垂直于速度的直线上
3.粒子速度偏向角（θ）等于圆心角（α），并等于弦切角（β）的2倍。
如图1.3-5所示，一个质量为m、带负电荷粒子电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x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y轴射出第一象限。已知OP＝a，求： （1）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）带电粒子穿过第一象限所用的时间。
小结（二）：带电粒子在有界的匀强磁场中垂直与磁场方向运动，其运动轨迹可能只是一部分圆。解决这类问题，关键是确定轨迹的圆心，画出轨迹，利用几何关系求出半径和速度的偏转角。