带电粒子在匀强磁场中的运动学习资料.ppt

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1、带电粒子在匀强磁场中的运动分析：分析：由于粒子速度的由于粒子速度的大小不变大小不变，所以洛伦兹力大小，所以洛伦兹力大小也不改变，又因为洛伦兹力总是也不改变，又因为洛伦兹力总是与速度方向垂直与速度方向垂直，联，联系以前学过的圆周运动和向心力知识，这里的洛伦兹系以前学过的圆周运动和向心力知识，这里的洛伦兹力正好起到了力正好起到了向心力的作用向心力的作用。-F洛洛 V V V V-F洛洛-F洛洛推论：推论：只在洛仑兹力作用下，电荷作匀速圆周运动。只在洛仑兹力作用下，电荷作匀速圆周运动。-F洛洛+观看完整的圆周运动观看完整的圆周运动1、圆周运动的半径、圆周运动的半径2、圆周运动的周期、圆周运动的周期思

2、考：周期与速度、半径什么关系？思考：周期与速度、半径什么关系？粒子运动方向与磁场有一夹角粒子运动方向与磁场有一夹角 （大于（大于0度小于度小于90度）度）轨迹为螺线轨迹为螺线 例题例题 一个质量为一个质量为m、电荷量为、电荷量为q的粒子，从容器下的粒子，从容器下方的小孔方的小孔S1飘入电势差为飘入电势差为U的的加速电场加速电场，其初速度几乎，其初速度几乎为零，然后经过为零，然后经过S3沿着与沿着与磁场垂直的方向进入磁场垂直的方向进入磁感应强磁感应强度为度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。上。（1）求粒子进入磁场时的速率。）求粒子进入磁场时的速率。（2）求粒子

3、在磁场中运动的轨道半径。）求粒子在磁场中运动的轨道半径。1、质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具u 1.1.质谱仪质谱仪带电粒子注入器带电粒子注入器加速电场（加速电场（U）速度选择器速度选择器（E,B1）偏转磁场（偏转磁场（B2）照相底片照相底片2回旋加速器回旋加速器 u 回旋加速器回旋加速器1.作用：产生高速运动的粒子作用：产生高速运动的粒子2.原理原理（1）两）两D形盒中有匀强磁场无电形盒中有匀强磁场无电场，盒间缝隙有交变电场。场，盒间缝隙有交变电场。（2）交变电场的周期等于粒子）交变电场的周期等于粒子做匀速圆周运动的周期。做匀速圆周运动的周期。（3）粒子最后出加速器的速度）粒子

4、最后出加速器的速度大小由盒的半径决定。大小由盒的半径决定。u 回旋加速器回旋加速器 例例：垂垂直直纸纸面面向向外外的的匀匀强强磁磁场场仅仅限限于于宽宽度度为为d的的条条形形区区域域内内，磁磁感感应应强强度度为为B一一个个质质量量为为m、电电量量为为q的的粒粒子子以以一一定定的的速速度度垂垂直直于于磁磁场场边边界界方方向向从从点点垂垂直直飞飞入入磁场区，如图所示，当它飞离磁场区时，运动方向磁场区，如图所示，当它飞离磁场区时，运动方向 偏偏转转角角试试求求粒粒子子的的运运动动速速度度v以以及及在在磁磁场场中中运运动动的的时间时间t（1）第一步：画出半径第二步：利用几何知识求出半径半径第三步：利用公

5、式求出V（2）第一步：思考如果转动一周 所需的时间第二步：实际转动了一周的多少倍dBev1 1、如图所示，一束、如图所示，一束电子电子（电量为（电量为e)e)以以速度速度V V垂垂直射入直射入磁感应强度为磁感应强度为B B、宽度为、宽度为d d的匀强磁场，的匀强磁场，穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为角为30300 0。求。求 :(1):(1)电子的质量电子的质量m=?(2)m=?(2)电电子在磁场中的运动时间子在磁场中的运动时间t=?t=?3 3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定示或

6、运动状态来判定磁场中的带电粒子一般可分为两类：磁场中的带电粒子一般可分为两类：1、带电的、带电的基本粒子基本粒子：如电子，质子，：如电子，质子，粒子，正负粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和洛仑磁力相比在小得多，离子等。这些粒子所受重力和洛仑磁力相比在小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。（但并不能忽略质量）。2、带电微粒带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。带电粒子在磁场中运动情况研究带电粒子在磁

7、场中运动情况研究1、找圆心：方法、找圆心：方法2、定半径：、定半径：3、确定运动时间：、确定运动时间：注意：用弧度表示用弧度表示几何法求半径几何法求半径向心力公式求半径向心力公式求半径利用利用v R利用弦的中垂线利用弦的中垂线确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法1 1、物理方法：、物理方法：作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。2 2、物理和几何方法：、物理和几何方法：作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向的作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向的延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从而确延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。定其运动轨迹。3 3、几何方法：、几何方法：圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上两条切线圆周上两条切线夹角的平分线过圆心夹角的平分线过圆心过切点作切线的垂线过圆心过切点作切线的垂线过圆心此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢