1.3带电粒子在匀强磁场中的运动+课件+-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptxVIP

第3节带电粒子在匀强磁场中的运动

问题？在现代科学技术中，常常要研究带电粒子在匀强磁场中的运动。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经迹，你猜想的依据是什么？Bq

带电粒子在匀强磁场中的运动洛伦兹力总是与粒子的运动方向垂直，只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小。

带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径和周期洛伦兹力提供向心力即则

带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径和周期匀速圆周运动的周期将代入则周期

【例题】一个质量为1.67x10-27Kg、电荷量为1.6x10-19C的带电粒子，以5x105m/s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。（1）求粒子所受的重力和洛伦兹力的大小之比。（2）求粒子在磁场中运动的轨迹半径。（3）求粒子做匀速圆周运动的周期。解:（1）粒子所受洛伦兹力与重力之比：粒子所受洛伦兹力：F=qvB=1.6x10-19Cx5x105m/sx0.2T=1.6x10-14N粒子洛伦兹力与重力的比值：粒子所受重力：G=mg=1.67x10-27kgx9.8N/kg=1.64x10-26N可见，带电粒子在磁场中运动时，由于粒子重力远远小于所受洛伦兹力的大小，因此重力作用的影响可以忽略。（2）粒子所受洛伦兹力提供向心力，则（3）粒子做圆周运动的周期T

1.定圆心1理解：速度沿轨迹某点处的切线方向，和半径垂直，故两条切线的垂线的交点就是圆心

理解：根据圆的对称性，这两条线的交点就是圆心1.定圆心2

2.求半径3.定时间

一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从x轴上P(a,0)点以速度v,沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直与Y轴射出第一象限，不计重力。求：（1）粒子做圆周运动的半径；（2）匀强磁场的磁感应强度的大小。yxop

知识点：1、在匀强磁场中的运动轨迹2、做圆周运动的周期与半径3、定圆心、画轨迹、找半径（重点）考点：1、在有界匀强磁场中的运动2、在组合场中的运动3、在匀强磁场中的多解问题带电粒子在匀强磁场中的运动快做笔记！

三、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期和半径洛伦兹力提供向心力1、运转半径（1）速度越大，运转半径越大（2）磁感应强度越大，半径越小（4）mv/qB称为运转半径，有几何关系提到出来的称为几何半径（3）比荷越大半径越小

2、运转周期（1）周期大小与速度大小无关（2）比荷越大周期越短（3）带电粒子在磁场中运动求时间

例2、一个质量为1.6×10-27kg、电荷量为1.6×10-19C的带电粒子，以5×105m/s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）粒子在磁场中运动的轨道半径；（2）粒子做匀速圆周运动的周期。快点算

例3、【2023年海南高考卷物理真题2】如图所示，带正电不计重力的粒子竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是（???）A．小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右B．小球运动过程中的速度不变C．小球运动过程的加速度保持不变D．小球受到的洛伦兹力对小球做正功

四、带电粒子在有界磁场中运动处理1、数学知识储备（1）圆的切线与半径垂直（2）弦切角等于圆心角的一般（3）弦的垂直平分线过圆心（4）速度偏向角等于圆心角（5）优弧弦长越长弧长越长

2、画轨迹（1）轨迹凹向洛伦兹力方向（2）同一边界射入射出磁场，多少度角射入，多少度叫射出（3）审题时刻关注多少度角射入，多少度角射出（4）能够确定圆心位置，先定心后画轨（没有同一边界构建同一边界）

3、找圆心（1）已知两个速度方向，作两速度垂线，交点为圆心（2）已知一个速度方向和一条弦，作速度垂线弦的垂直平分线，交点为圆心（3）已知速度大小和方向大小定半径长度，方向定圆心位置

情景一：如图，若已知入射点P、出射点M及其两点的速度方向，如何确定带电粒子运动轨迹圆心？v0PMO情景二：如图，若已知入射点P及速度方向、出射点M的位置，如何确定带电粒子运动轨迹圆心？v0PMO圆心的确定

4、求半径（1）运转半径等于几何半径可求磁感应强度B、长度L、运动电荷的比荷q/m（2）时间的求法A、已知周期B、未知周期

利用几何关系求半径情景一：如图，若已知入射点P、出射点M及其两点的速度方向，且已知粒子到M点后速度偏转角为θ，磁场宽度为L,则带电粒子在磁场中运动轨迹半径为多少？v0PMOθL

情景二：如图，若粒子在P点垂直于磁场左边界入射，且从M点飞出，若已知M点距P点粒子入射线方向上的Q点距离为