第2讲磁场对运动电荷的作用优秀课件.ppt

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1、第2讲 磁场对运动电荷的作用第1页，本讲稿共10页2洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向 (1)判判定定方方法法：应应用用左左手手定定则则，注注意意四四指指应应指指向向电电流流的的方方向向即即正正电电荷荷运运动动的的方方向或负电荷运动的反方向向或负电荷运动的反方向 (2)方方向向特特点点：FB，Fv，即即F垂垂直直于于 决决定定的的平平面面(注注意意B和和v可可以以有任意夹角有任意夹角)B和和v第2页，本讲稿共10页1洛伦兹力与安培力相比较洛伦兹力与安培力相比较 安安培培力力是是洛洛伦伦兹兹力力的的宏宏观观表表现现，但但各各自自的的表表现现形形式式不不同同，洛洛伦伦兹兹力力对对运运动动电电荷永远不做功

2、，而安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功荷永远不做功，而安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功2洛伦兹力与电场力相比较洛伦兹力与电场力相比较第3页，本讲稿共10页洛伦兹力洛伦兹力电场力电场力性质性质磁场对在其中运动的电荷磁场对在其中运动的电荷有作用力有作用力(v不平行于不平行于B)电场对放入其中的电荷有电场对放入其中的电荷有作用力作用力产产生条件生条件磁场中静止电荷、沿磁场磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电荷不受洛伦方向运动的电荷不受洛伦兹力兹力电场中的电荷无论静止，电场中的电荷无论静止，还是运动都要受到电场力还是运动都要受到电场力方向方向(1)方向由电荷正负、磁场方向由电荷

3、正负、磁场方向以及电荷运动方向决方向以及电荷运动方向决定，方向之间关系遵循左定，方向之间关系遵循左手定则手定则(2)洛伦兹力方向一洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向以及电定垂直于磁场方向以及电荷运动方向荷运动方向(电荷运动方向电荷运动方向与磁场方向不一定垂直与磁场方向不一定垂直)(1)方向由电荷正负、电场方向由电荷正负、电场方向决定方向决定(2)正电荷受力方正电荷受力方向与电场方向一致，负电向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相荷受力方向与电场方向相反反大小大小FqvB(vB)FqE做功情况做功情况一定不做功一定不做功可能做正功，可能做负功，可能做正功，可能做负功，也可能不做功也可能不做功第

4、4页，本讲稿共10页1若若vB，带电粒子不受洛伦兹力带电粒子不受洛伦兹力，在匀，在匀强强磁磁场场中做中做 运运动动2若若vB，带带电电粒粒子子仅仅受受洛洛伦伦兹兹力力作作用用，在在垂垂直直于于磁磁感感线线的的平平面面内内以以入入射射速速度度v做做 运运动动 (1)向心力由洛向心力由洛伦兹伦兹力提供：力提供：qvB ；(2)轨轨道半径公式：道半径公式：R ；匀速圆周匀速圆周匀速直线匀速直线(3)周期周期：T ；(周期周期T与速度与速度v、轨轨道半径道半径R无关无关)(4)频频率：率：f ；(5)角速度：角速度：.第5页，本讲稿共10页 1电视显像管的工作原理电视显像管的工作原理电电视视显显像像管

5、管是是应应用用电电子子束束 (电电偏偏转转、磁磁偏偏转转)的的原原理理来来工工作作的的，使使电电子子束束偏偏转转的的 (电电场场、磁磁场场)是是由由两两对对偏偏转转线线圈圈产产生生的的显显像像管管工工作作时时，由由阴阴极极发发射射电电子子束束，利利用用磁磁场场来来使使电电子子束束偏偏转转，实实现现电电视视技技术术中中的的 ，使整个荧光屏都在发光，使整个荧光屏都在发光磁偏转磁偏转磁场磁场扫描扫描第6页，本讲稿共10页2质谱仪质谱仪(1)构造构造：如：如图图823所示，由粒子源、加速所示，由粒子源、加速电场电场、偏、偏转转磁磁场场和照相底片等构成和照相底片等构成(2)原理原理：粒子由静止被加速：粒

6、子由静止被加速电场电场加速，根据加速，根据动动能定理可得关系式能定理可得关系式 mv2 .qU第7页，本讲稿共10页 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 系式系式qvB .由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、比荷第8页，本讲稿共10页(1)构造：构造：如图如图824所示，所示，D1、D2是半是半圆圆金属盒，金属盒，D形盒的形盒的缝缝隙隙处处接接 电电源源D形盒形盒处处于匀于匀强强磁磁场场中中(2)原理：原理：交流电

7、的周期交流电的周期和粒子做和粒子做圆圆周运周运动动的周期的周期 ，粒子在，粒子在圆圆周运周运动动的的过过程中一程中一次一次地次一次地经过经过D形盒形盒缝缝隙，两盒隙，两盒间间的的电势电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速由加速由qvB ，得，得Ek km ，可，可见见粒子粒子获获得的最大得的最大动动能由能由 和和D形盒半径形盒半径R决定，与加速决定，与加速电压电压 交流交流相等相等磁感应强度磁感应强度B无关无关 3回旋加速器回旋加速器第9页，本讲稿共10页带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法三步法：三步法：(1)画轨迹画轨迹：即确定：即确定圆圆心，几何方法求半径并画出心，几何方法求半径并画出轨轨迹迹(2)找找联联系系：轨轨道道半半径径与与磁磁感感应应强强度度、运运动动速速度度相相联联系系，偏偏转转角角度度与与圆圆心心角角、运运动动时间时间相相联联系，在磁系，在磁场场中运中运动动的的时间时间与周期相与周期相联联系系(3)用用规规律：即牛律：即牛顿顿第二定律和第二定律和圆圆周运周运动动的的规规律，特律，特别别是周期公式，半径公式是周期公式，半径公式第10页，本讲稿共10页