第2课时　磁场对运动电荷的作用
导学目标 1.会计算带电粒子在磁场中运动时受的洛伦兹力，并能判断其方向.2.掌握带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，确定其圆心、半径、运动轨迹、运动时间等问题．
 
一、洛伦兹力的大小和方向
[基础导引]
在图1所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．
 
 
图1
[知识梳理]
1．洛伦兹力的定义：磁场对____________的作用力．
2．洛伦兹力的大小F＝____________，θ为v与B的夹角．如图2
所示．
(1)当v∥B时，θ＝0°或180°，洛伦兹力F＝______.
(2)当v⊥B时，θ＝90°，洛伦兹力F＝________.
(3)静止电荷不受洛伦兹力作用．
3．洛伦兹力的方向
(1)左手定则
拇指指向　　　　　　　　　　　　　　　　的方向(四指指向　　　　　　　　的方向)
(2)方向特点：F垂直于________决定的平面，即F始终与速度方向垂直，故洛伦兹力__________．

1．怎样用左手定则判断负电荷所受洛伦兹力的方向？
2．洛伦兹力与安培力有怎样的联系？
二、带电粒子在匀强磁场中的运动
[基础导引]
试画出图3中几种情况下带电粒子的运动轨迹．
 
图3
[知识梳理]
1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做____________运动．
2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做____________运动．
(1)向心力由洛伦兹力提供：qvB＝__________＝__________；
(2)轨道半径公式：R＝qB(mv)；
(3)周期：T＝v(2πR)＝qB(2πm)(周期T与速度v、轨道半径R无关)；
(4)频率：f＝T(1)＝2πm(qB)；
(5)角速度：ω＝T(2π)＝__________.
：根据公式T＝v(2πR)，能说T与v成反比吗？
三、带电粒子在匀强磁场中运动的应用
[知识梳理]
1．质谱仪
(1)构造：如图4所示，由粒子源、____________、__________和照相底片等构成．
 
图4
(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式qU＝____________.
粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式qvB＝____________.
由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷．r＝________，m＝________，m(q)＝____________.
2．回旋加速器
(1)构造：如图5所示，D₁、D₂是半圆形金属盒，D形盒的缝隙  
处接______电源．D形盒处于匀强磁场中．
(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期________，粒
子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的  
电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速．由qvB＝r(mv2)，得E_km＝
__________，
可见粒子获得的最大动能由________________和D形盒________决定，与加速电压
________．
  特别提醒　这两个实例都应用了带电粒子在电场中加速，在磁场中偏转(匀速圆周运动)的
原理.