带电粒子在匀强磁场中的运动课件-高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptx

1.3带电粒子在匀强磁场中的运动人教版2019选择性必修二极光问题：极光形成的原因是什么？问题：极光形成的原因是什么？由带电粒子组成的太阳风在由带电粒子组成的太阳风在地球磁场的作用下发生偏转地球磁场的作用下发生偏转问题：带电粒子在磁场中受什么力？问题：带电粒子在磁场中受什么力？洛伦兹力洛伦兹力磁场磁场对对运动电荷运动电荷的作用力的作用力大小大小当当vB B 时，时，当当vB B 时，时，方向：方向：f+v知识回顾特点：特点：洛伦兹力始终与电荷运动方向洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直垂直，只改变速度的方向，而不改变速度的大小，只改变速度的方向，而不改变速度的大小，所以洛伦兹力所以洛伦兹力不做功不做功。f=0f =qvB左手定则左手定则f =qvB实验回顾带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动vffv实验探究问题问题1 1：无磁场时，电子运动轨迹如何：无磁场时，电子运动轨迹如何?问题问题2 2：有磁场时，电子运动轨迹发生什：有磁场时，电子运动轨迹发生什么变化么变化?下面我们就一起带着这些问下面我们就一起带着这些问题一起来看看这个实验题一起来看看这个实验问题问题3 3：增强磁场时，电子运动轨迹又：增强磁场时，电子运动轨迹又发生怎样变化发生怎样变化?一、带电粒子在匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中的运动猜想：电子垂直进入匀强磁场中会如何运动？猜想：电子垂直进入匀强磁场中会如何运动？f=qvB讨讨论论洛伦兹力演示视频1实验探究一、带电粒子在匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中的运动问题问题1 1：无磁场时，电子运动轨迹如何：无磁场时，电子运动轨迹如何?问题问题2 2：有磁场时，电子运动轨迹发生什么变化：有磁场时，电子运动轨迹发生什么变化?问题问题3 3：增强磁场时，电子运动轨迹又发生：增强磁场时，电子运动轨迹又发生怎样变化怎样变化?问题问题4 4：继续增强磁场时，电子运：继续增强磁场时，电子运动轨迹会发生怎样变化动轨迹会发生怎样变化?直线直线电子运动轨迹发生偏转电子运动轨迹发生偏转电子运动轨迹偏转的更大电子运动轨迹偏转的更大f=qvB实验结论问题问题4 4：继续增强磁场时，电子：继续增强磁场时，电子运动轨迹会发生怎样变化运动轨迹会发生怎样变化?电子运动轨迹变成了一个圆电子运动轨迹变成了一个圆电子在匀强磁场中做圆周运动电子在匀强磁场中做圆周运动问题问题5 5：电子在匀强磁场中做什么运动？：电子在匀强磁场中做什么运动？问题问题6 6：电子在匀强磁场中为什么做圆周运动？：电子在匀强磁场中为什么做圆周运动？f=qvB理论证明带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的原因带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的原因+v+vfff =qvB+理论推导f洛伦兹力洛伦兹力 f=qvB 提供向心力提供向心力轨轨道半径道半径问题问题1 1：什么力提供向心力：什么力提供向心力?+v问题问题2 2：如何求带电粒子在磁场中的圆：如何求带电粒子在磁场中的圆周运动的半径周运动的半径?规律总结洛伦兹力提供向心力洛伦兹力提供向心力问题问题1 1：带电粒子的初速度增大，轨道半：带电粒子的初速度增大，轨道半径怎样变径怎样变?问题问题2 2：磁场的磁感应强度增大，轨道半：磁场的磁感应强度增大，轨道半径怎样变径怎样变?我们一起来验证一下吧！我们一起来验证一下吧！v 增大，增大，r 增大增大B 增大，增大，r 减小减小规律推导规律应用 例例1 1：粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4 4倍与倍与2 2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（正确表示两粒子运动轨迹的是（）A 由由知知问题：带电粒子在无边界磁场问题：带电粒子在无边界磁场中的圆周运动是一个完整的圆，中的圆周运动是一个完整的圆，那在有边界的磁场中呢那在有边界的磁场中呢?vf带电粒子在无带电粒子在无边界磁场中的边界磁场中的圆周运动是一圆周运动是一个完整的圆，个完整的圆，在有边界的磁在有边界的磁场中的圆周运场中的圆周运动是一个部分动是一个部分的圆的圆据据知知 例例2 2v则则 粒子在磁场粒子在磁场中的半径为多中的半径为多大？大？粒子会在距粒子会在距A A点多远处射出点多远处射出磁场？磁场？在磁场中的在磁场中的运动时间是多运动时间是多少？少？小结洛伦兹力洛伦兹力磁场磁场对对运动电荷运动电荷的作用力的作用力带电粒子垂直进入匀强磁场做带电粒子垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动匀速圆周运动带电粒子在无边界磁场中的圆周运动是一个完带电粒子在无边界磁场中的圆周运动是一个完整的圆，在有边界的磁场中的圆周运动是一个整的圆，在有边界的磁场中的圆周运动是一个部分的圆部分的圆