1.3帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

1.3帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、通過實(shí)驗(yàn)探究，觀察運(yùn)動(dòng)電荷在勻強(qiáng)磁場的運(yùn)動(dòng)。

2、帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式。

在汽泡室中存在勻強(qiáng)磁場，帶電粒子沿垂直于磁場的方向射入氣泡室，粒子的一段徑跡如圖所示，為什么有的粒子的徑跡呈螺旋形呢？內(nèi)容講解一、觀察帶電粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡電子槍加速電壓勵(lì)磁電流勵(lì)磁線圈SN一、觀察帶電粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡（1）不加磁場現(xiàn)象：電子束沿直線運(yùn)動(dòng)。（2）施加垂直于紙面的磁場現(xiàn)象：電子束做圓周運(yùn)動(dòng)。演示實(shí)驗(yàn)：一、觀察帶電粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡（3）速度不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大（4）磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，速度增大現(xiàn)象：電子束圓周運(yùn)動(dòng)的半徑減小?，F(xiàn)象：電子束圓周運(yùn)動(dòng)的半徑變大。演示實(shí)驗(yàn)：二、帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期(1)半徑(2)周期結(jié)論：同一個(gè)粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與速度無關(guān)。二、洛倫茲力的大小1．軌跡圓心的兩種確定方法(2)弦的中垂線與速度方向的垂線的交點(diǎn)即為圓心。總結(jié)：(1)兩速度方向的垂線，交點(diǎn)即為圓心。二、帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期2．三種求半徑的方法(1)根據(jù)半徑公式求解。(2)根據(jù)勾股定理求解，如圖所示，若已知出射點(diǎn)相對于入射點(diǎn)側(cè)移了x，則滿足r2＝d

2＋(r－x)2。(3)根據(jù)三角函數(shù)求解，如圖所示，若已知出射速度方向與入射方向的夾角為θ，磁場的寬度為d，則有關(guān)系式r=d/sinθ。二、帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期3.四種角度關(guān)系(1)如圖所示，速度的偏向角(φ)等于圓心角(α)。(2)圓心角α等于AB弦與速度方向的夾角(弦切角θ)的2倍(φ＝α＝2θ＝ωt)。(3)相對的弦切角(θ)相等，與相鄰的弦切角(θ′)互補(bǔ)，即θ＋θ′＝180°。(4)進(jìn)出同一直線邊界時(shí)速度方向與該直線邊界的夾角相等。二、帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期4．兩種求時(shí)間的方法(1)利用圓心角求解，若求出這部分圓弧對應(yīng)的圓心角α，則t=α/360?T(2)利用弧長s和速度v求解，若求出這部分圓弧對應(yīng)的弧長s和速度v，則t=s/v例題分析二、帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期例1.如圖所示，一束電子(電荷量為e)以速度v由A點(diǎn)垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場中，在C點(diǎn)穿出磁場時(shí)的速度方向與電子原來的入射方向成30°夾角，則電子的質(zhì)量是多少？電子穿過磁場的時(shí)間是多少？二、帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期解析：1.定圓心2.作軌跡3.幾何關(guān)系找半徑4.圓心角求時(shí)間例2.如圖所示，一帶電荷量為2.0×10－9C、質(zhì)量為1.8×10－16kg的粒子，在直線上一點(diǎn)O沿與直線夾角為30°方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，經(jīng)過1.5×10－6s后到達(dá)直線上另一點(diǎn)P，求：(1)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(3)若O、P之間的距離為0.1m，則粒子的運(yùn)動(dòng)速度多大？