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第一章 .安培力与洛伦兹力
1.3带电粒子在匀强磁场中的运动
问题
新课引入
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？
（2）洛伦兹力的方向总是与速度方向垂直，洛伦兹力只会改变粒子速度的方向，不会改变其大小。
（1）由于是匀强磁场，洛伦兹力大小保持不变
+
v
B
F=qvB
+
电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
实验演示：洛伦兹力演示仪
如图是洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪可以发
射电子束。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。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。
分别预测下列情况下带电粒子的运动径迹，然
后用洛伦兹力演示仪进行检验。
1. 不加磁场。
2. 在玻璃泡中施加沿两线圈中心连线方向、由纸面指向读者的磁场。
3. 保持出射电子的速度不变，改变磁感应强度。
4. 保持磁感应强度不变，改变出射电子速度的大小和方向。
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
观看视频，并记录以下情况带电粒子的运动情况？
记录以下情况实验现象： （1）不加磁场时观察电子束的径迹。
（2）给励磁线圈通电，在玻璃泡中产生沿两线圈中心连线方向，由纸内指向读者的磁场，观察电子束的径迹。
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
观看视频，并记录以下情况带电粒子的运动情况？
记录以下情况实验现象：
（3）保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，观察电子束径迹的变化。
（4）保持出射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化。
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
实验现象记录
（1）不加磁场时观察电子束的径迹。
（2）给励磁线圈通电，在玻璃泡中产生沿两线圈中心连线方向，由纸内指向读者的磁场，观察电子束的径迹。
（3）保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，观察电子束径迹的变化。
（4）保持出射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化。
直线
圆周
B增大时，圆周运动的半径减小；反之半径增大。
速度增大时，圆周运动的半径增大；反之半径减小。
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
基本规律
沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。
带电粒子只受洛伦兹力，作圆周运动，洛伦兹力提供向心力：
二、带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期
r
mv2
qvB =
由洛伦兹力提供向心力：
轨道半径：
qB
mv
r =
运动周期：
v
T =
2 r
qB
2 m
=
——对于确定磁场，有T m/q，仅由粒子种类决定，与R和v无关。
m,q
v
推导
B
三、带电粒子在磁场中运动情况研究
1．带电粒子在有界磁场中的圆心、半径及运动时间的确定：
三、带电粒子在磁场中运动情况研究
(2)半径的计算方法
1．带电粒子在有界磁场中的圆心、半径及运动时间的确定：
三、带电粒子在磁场中运动情况研究
2．带电粒子在有界磁场中运动的常见情形：
三、带电粒子在磁场中运动情况研究
(3)圆形边界
①圆形边界的对称性：粒子沿半径方向进入有界圆形磁场区域时，若入射速度方向指向匀强磁场区域圆的圆心，则出射时速度方向的反向延长线必经过该区域圆的圆心，如图甲。
②若粒子射入磁场时速度方向与入射点对应半径夹角为θ，则粒子射出磁场时速度方向与出射点对应半径夹角也为θ，如图乙。
2．带电粒子在有界磁场中运动的常见情形：
三、带电粒子在磁场中运动情况研究
2．带电粒子在有界磁场中运动的常见情形：
课堂小结
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：
匀速圆周运动
洛伦兹力提供向心力
圆周运动的半径
2、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律
圆周运动的周期
典例探究
典例探究
典例探究
典例探究
典例探究
典例探究
共筑孩子成才路主题家长会
谢谢聆听
演示完毕感谢您的观看

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