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

问题：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?新课导入第3节带电粒子在匀强磁场中的运动

学习任务一学习任务一带电粒子在匀强磁场中的运动[实验探究]

电子枪玻璃泡励磁线圈励磁线圈(两个)

无磁场有磁场在没有磁场作用时，电子的轨迹是直线；在管外加上垂直初速度方向的匀强磁场，电子的轨迹变弯曲成圆形。学习任务一学习任务一带电粒子在匀强磁场中的运动

1、垂直射入匀强磁场的带电粒子，它的初速度和所受洛伦兹力的方向都在跟磁场方向垂直的平面内，粒子只能在这个平面内运动。2、由于洛仑兹力永远垂直于粒子的速度，对粒子不做功。它只改变粒子的运动方向，不改变其速度大小。3、洛仑兹力总是与速度方向垂直，起到了向心力的作用。所以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。????????????????-vF洛v-F洛v-F洛v-F洛学习任务一学习任务一带电粒子在匀强磁场中的运动[物理观念]

例1[2023·天津一中月考]一质子在匀强磁场中运动,不考虑他重力作用,下列说法正确的是()学习任务一C[解析]质子在磁场中若受到洛伦兹力的作用,因洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直,改变速度方向,因而同时也改变洛伦兹力的方向,故洛伦兹力是变力,质子不可能做匀变速运动,故A、B错误;质子在匀强磁场中运动时所受的洛伦兹力跟速度方向与磁场方向的夹角有关,当速度方向与磁场方向平行时,它不受洛伦兹力作用,又不受其他力作用,这时它将做匀速直线运动,故C正确,D错误.A.可能做匀变速直线运动 B.可能做匀变速曲线运动C.可能做匀速直线运动 D.只能做匀速圆周运动

1.若v∥B,则带电粒子以速度v做匀速直线运动.(此情况下洛伦兹力F=0)2.若v⊥B,则带电粒子在垂直于磁感线的平面内做匀速圆周运动.学习任务一

[科学探究]如图所示,可用洛伦兹力演示仪观察带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹.学习任务二带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期学习任务二(1)不加磁场时,电子束的运动轨迹为.?(2)加上磁场时,电子束的运动轨迹为.?(3)如果保持出射电子的速度不变,增大磁感应强度,轨迹圆的半径将;如果保持磁感应强度不变,增大出射电子的速度,轨迹圆的半径将.?一条直线圆变小变大

1、仅改变电子初速度的大小，电子运动有什么变化？观察带电粒子的运动径迹Bv初速度增大，电子运动轨迹的半径增大。学习任务二

观察带电粒子的运动径迹2、仅改变磁感应强度的大小，电子运动有什么变化？Bv磁感应强度增大，电子运动轨迹的半径减小。学习任务二

???????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。学习任务二带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期学习任务二[科学推理]

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比荷决定，而与粒子的速度和轨道半径无关。学习任务二带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期学习任务二[科学推理]

例2在匀强磁场中,一个带电粒子做匀速圆周运动,若该粒子又垂直于磁场方向进入另一磁感应强度是原来一半的匀强磁场,则 ()A.粒子的速率加倍,周期减半B.粒子的速率不变,轨迹半径减半C.粒子的速率不变,周期变为原来的2倍D.粒子的速率减半,轨迹半径变为原来的2倍学习任务二C?

?学习任务二

极光和地磁场极光是在地球两极常见的一种自然现象.地磁场向地球周围的太空延伸很远,它对太阳射出的带电粒子(主要由质子、电子、α粒子等组成)具有阻挡作用,可使地球上的生物免受伤害.但在接近两极的地区,有些高能粒子能射向地球的表面.它们通常以2000km/s的速度击穿大气层,与大气中的原子和分子碰撞并激发,产生光芒,形成极光.素养提升

素养提升极光和地磁场

地球周围空间有地磁场，两极强，中间弱从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用极光是来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极，当它们进入极地大于80千米的高层大气时，与大气中的原子和分子碰