人教版高中物理选修3-1第三章第5节洛伦兹力的应用教学课件

问题
带电粒子进入大气层后在地磁场的作 用下将各做什么运动?遵循哪些规律??
一、带电粒子在磁场中的运动
问题1：如何确定洛伦兹力？
vB
问题2：洛伦磁力具有哪些特点？
［ F⊥V、 F 对带电粒子不做功，F只改变速度的方向， 不改变速度的大小］
问题3：带电粒子进入磁场后是否一定受洛伦兹力？
问题4：带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会
做什么运动呢？（不考虑重力）
猜一猜
联系客观实际：猜一猜带电粒子可能做什么运动?
一、带电粒子在磁场中的运动
【讨论交流】
为什么在 V B时 的条件下，带电粒子的运动轨迹是
圆？粒子做的是匀速圆周运动吗？你能否用所学过的力与
运动的关系来分析论证.
提示
①电子受到怎样的力作用？这个 力和电子的速度关系是怎样的？
，
V大小变 F大小不变 3、轨道半径和周期 洛伦磁力提供向心力
R mV Bq
T 2R 2m
V Bq
第3节 洛仑兹力的应用
学习目标
1、理解洛伦兹力对粒子不做功。 2、理解带电粒子在磁场方向与速度垂直时在磁 场中做匀速圆周运动 3、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运 动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问 题．
作业：三维P1321~3、5、11
欧洲粒子物理研究所 (简称CERN)成立于 1954年，是世界最大 的粒子物理研究中心。 CERN位于法国和瑞士 的交界处，就在日内瓦 的郊区。CERN主要研究 物质是怎样构成的，以 及是什么把它们结合起 来的。 周长达到27公里，粒 子能够加速到每秒运动 11000周，接近光速。
人教版高中物理选修3-1 第三章第5节洛伦兹力的
应用教学课件
2020/9/19
绚 丽 多 彩 的 极 光
炽热的太阳向外喷射出大量的带电粒子,当这些粒子以300~1000 km/s的速度扫过太阳系,便形成了“太阳风”。这种巨大的辐射经过 地球时，地球的磁场使这些带电粒子发生偏转，避免了地球上的生 命受到带电粒子的辐射。当这些带电粒子进入高空大气层聚集到地 磁的南、北极区上空和气体分子碰撞时会发光，这就是极光。
1932年，劳伦斯建成世界第 一台回旋加速器。这是一种有奇 特效能的能够加速带电粒子的装 置
中国原子能科学研究院内的 回旋加速器
T 2Rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 2m
V Bq
四、巩固练习
R mV Bq
例1：两个质量相同、等量异种的粒子以不同的 速率V2＞V1垂直磁场方向同时进入某匀强磁场中 （如图），请问它们是否同时到达MN板上。
M ×× ×
答案:同时到达MN板上
× V1× × V
× ×2 ×
N
例2、在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁感线垂直纸面
向里，一电子以垂直磁场方向从如图方向的P点射入，
在磁场中做匀速圆周运动，经过与同一水平线上的Q点。
1.请用作图法画出电子在磁场中运行的轨迹。
2.若已知电子质量为m，电荷量为q，速度大小为V，在
设一带电量为q，质量 为m ,速度为v的带电粒子垂 直进入磁感应强度为B的匀强
磁场中，其半径R和周期T为 多大？
【延伸】R与V成正比 与B成反比 与m/q成正比
F向 F洛 qVB
F向
mV R
2
v
2
qv B m
R
R mV Bq
2、运动周期T
T 2 R
V
R mV Bq
T 2 m
Bq
【延伸】 T与m/q成正比 与B成反比 与R和V无关
P、Q两点的速度方向与水平线角均为30度时，试求：
（1）线段PQ的长度；（2）从P点入射第一次运动到Q点
的时间。
××××××
V
×× P
×
×
×Q ×
×××××× R
××××××
× × × O× × ×
××××××
五、小结：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动
1、条件：匀强磁场中， v B
2、受力特点： F V WF 0
②洛伦兹力对电子做功吗？ f
③匀速圆周运动需满足什么条件？
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
结论:粒子做匀速圆周运动。
【推理】当 V 0 B时
F V0 WF 0
1 mV 2不变 2
V大小不变
由F=BqV知:F大小不变
二、轨道半径和周期公式
1、轨道半径R
vB
［问题5］带电粒子做匀速圆周运动的向心力由什 么力提供？其轨道半径和周期与哪些因素有关？