2021-2022学年高二物理竞赛课件：带电粒子在磁场中运动.pptx

第十一章第十一章 稳恒磁场稳恒磁场带电粒子在磁场中运动第十一章第十一章 稳恒磁场稳恒磁场一一 带电粒子在电场和磁场中所受的力带电粒子在电场和磁场中所受的力电场力电场力磁场力（洛仑兹力）磁场力（洛仑兹力）+电磁场合力电磁场合力 带电粒子在磁场中运动带电粒子在磁场中运动（洛仑兹力不做功）（洛仑兹力不做功）(右螺旋)第十一章第十一章 稳恒磁场稳恒磁场二二 带电粒子在磁场中运动举例带电粒子在磁场中运动举例1.匀速直线运动匀速直线运动匀速圆周运动匀速圆周运动回旋半径回旋半径回旋频率回旋频率2.第十一章第十一章 稳恒磁场稳恒磁场螺距螺距螺旋运动螺旋运动3.第十一章第十一章 稳恒磁场稳恒磁场应用应用 电子光学电子光学,电子显微镜等电子显微镜等.磁聚焦磁聚焦 在均匀磁场中某点在均匀磁场中某点 A 发射一束初速相发射一束初速相差不大的带电粒子差不大的带电粒子,它们的它们的 与与 之间的夹角之间的夹角 不尽相同不尽相同,但都较小但都较小,这些粒子沿半径不同的螺旋这些粒子沿半径不同的螺旋线运动线运动,因螺距近似相等因螺距近似相等,都相交于屏上同一点都相交于屏上同一点,此此现象称之为磁聚焦现象称之为磁聚焦.第十一章第十一章 稳恒磁场稳恒磁场1.质谱仪质谱仪7072 73 74 76锗的质谱锗的质谱三三 带电粒子在电场和磁场中运动举例带电粒子在电场和磁场中运动举例.-+速度选择器速度选择器照相底片照相底片质谱仪的示意图质谱仪的示意图第十一章第十一章 稳恒磁场稳恒磁场I霍耳电压霍耳电压霍耳霍耳系数系数+-第十一章第十一章 稳恒磁场稳恒磁场I+-P 型半导体型半导体+-霍耳效应的应用霍耳效应的应用1）判断半导体的类型判断半导体的类型+-N 型半导体型半导体-I+-3）测量测量载流子浓度载流子浓度(未知材料未知材料)2）测量磁场测量磁场(已知材料已知材料 )例例 如图所示，有一半径为如图所示，有一半径为R，流有，流有 电电流为流为I的平面半圆弧载流导线，置于均的平面半圆弧载流导线，置于均 匀磁场匀磁场B中，则该载流导线所受安培力的大小为中，则该载流导线所受安培力的大小为_,方向为方向为_.解解:abII 均匀磁场中均匀磁场中,平面载流导平面载流导线受力等于从始端至终端直导线受力等于从始端至终端直导线通有相同电流受力线通有相同电流受力.大小大小:方向方向:沿沿 ,“”习题课习题课例例 如图，无限长直载流导线与如图，无限长直载流导线与正三角正三角 形形载流线圈在同一平面内，若长直导线固载流线圈在同一平面内，若长直导线固 定不动，则载流三角形线圈将定不动，则载流三角形线圈将。习题课习题课(A)向着长直导线平移向着长直导线平移(B)离开长直导线平移离开长直导线平移(C)转动转动 (D)不动不动 解答：解答：在三角形线圈处激发的磁场在三角形线圈处激发的磁场随随 增大而减小增大而减小abcab段载流导线处在均匀磁场中，段载流导线处在均匀磁场中，bc和和ca段截流导线处在非均匀磁场中段截流导线处在非均匀磁场中和和 在竖直方向分量抵消，在竖直方向分量抵消，线圈向左移动。线圈向左移动。例例 如图所示，一直角三角形通有电流如图所示，一直角三角形通有电流I2，置于直线电流旁并与置于直线电流旁并与I1共面，求三角形共面，求三角形各边所受的作用力各边所受的作用力。已知。已知解：解：通电三角形通电三角形处在处在I1激发激发的的非均匀非均匀磁场中磁场中I1600I2abcI1激发的磁场：激发的磁场：方向：方向：根据安培力根据安培力方向水平方向水平向左向左ab段段处在均匀磁场处在均匀磁场ac段段处在非均匀磁场，但各电流元受力方向相同处在非均匀磁场，但各电流元受力方向相同方向方向向下向下习题课习题课I1600I2abc bc段段处在非均匀磁场，但各电处在非均匀磁场，但各电流元受力方向相同流元受力方向相同.方向如图方向如图电流元电流元 受力受力统一变量统一变量I1bc 例例 如图所示，一直角三角形通有电流如图所示，一直角三角形通有电流I2，置于直线电流旁并与置于直线电流旁并与I1共面，求三角形共面，求三角形各边所受的作用力各边所受的作用力。已知。已知习题课习题课