【人教版】選修(3-1)3.6《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》ppt課件-

1、第六節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第三章 磁場(chǎng)第一頁(yè)，編輯于星期六：八點(diǎn) 十五分。復(fù)習(xí)：1、洛倫茲力產(chǎn)生的條件？2、洛倫茲力的大小和方向如何確定？3、洛倫茲力有什么特點(diǎn)？射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的帶電粒子將做怎樣的運(yùn)動(dòng)呢？思考：第二頁(yè)，編輯于星期六：八點(diǎn) 十五分。一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子平行射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？ （重力不計(jì)）問(wèn)題1：?jiǎn)栴}2：帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？ （重力不計(jì)）勻速直線運(yùn)動(dòng)1、理論推導(dǎo)第三頁(yè)，編輯于星期六：八點(diǎn) 十五分。v vb b（1） 時(shí) ，洛倫茲力的方向與速度方向（2）帶電粒子僅在洛倫茲力的作用下，粒子的速率變化么？能量呢？（3）洛倫茲力如何變化？（4

2、）從上面的分析，你認(rèn)為垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向射入的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？垂直第四頁(yè)，編輯于星期六：八點(diǎn) 十五分。理論推導(dǎo)沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入磁場(chǎng)的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題3：推導(dǎo)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓半徑r和運(yùn)動(dòng)周期t，與粒子的速度v和磁場(chǎng)的強(qiáng)度b的關(guān)系表達(dá)式第五頁(yè)，編輯于星期六：八點(diǎn) 十五分。1）、圓周運(yùn)動(dòng)的半徑mvrqb2）、圓周運(yùn)動(dòng)的周期2 mtqb2vqvbmr2 rtv第六頁(yè)，編輯于星期六：八點(diǎn) 十五分。2、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（1）洛倫茲力演示儀勵(lì)磁線圈（亥姆霍茲線圈）：作用是能在兩線圈之間產(chǎn)生平行于兩線圈中心的連線的勻強(qiáng)磁場(chǎng)加速電場(chǎng)：作用是改變電子

3、束出射的速度電子槍：射出電子第七頁(yè)，編輯于星期六：八點(diǎn) 十五分。（2）實(shí)驗(yàn)演示a、不加磁場(chǎng)時(shí)觀察電子束的徑跡b、給勵(lì)磁線圈通電，觀察電子束的徑跡c、保持初射電子的速度不變，改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，觀察電子束徑跡的變化d、保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，改變出射電子的速度，觀察電子束徑跡的變化第八頁(yè)，編輯于星期六：八點(diǎn) 十五分。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入磁場(chǎng)的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。磁場(chǎng)強(qiáng)度不變，粒子射入的速度增加，軌道半徑也增大。粒子射入速度不變，磁場(chǎng)強(qiáng)度增大，軌道半徑減小。第九頁(yè)，編輯于星期六：八點(diǎn) 十五分。dbev例1、如圖所示，一束電子（電量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為b、寬

4、度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，穿透磁場(chǎng)時(shí)的速度與電子原來(lái)的入射方向的夾角為300。求 : (1) 電子的質(zhì)量m=? (2) 電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=?提示:關(guān)鍵是畫(huà)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡,利用幾何知識(shí)找出圓心及相應(yīng)的半徑,從而找到圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角2dbe/v d/3v第十頁(yè)，編輯于星期六：八點(diǎn) 十五分。例2.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子,從容器下方的小孔s1飄入電勢(shì)差為u的加速電場(chǎng),其初速度幾乎為零,然后經(jīng)過(guò)s3沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,最后打到照相底片d上.(1)求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率(2)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑qmubr21mquv2第十一頁(yè)，編輯于星期六：八點(diǎn) 十

5、五分。（一）、質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀.swf測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量分析同位素二、實(shí)際應(yīng)用（二）、回旋加速器1、作用：產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)的粒子2、原理回旋加速器的原理.asx1）、兩d形盒中有勻強(qiáng)磁場(chǎng)無(wú)電場(chǎng)，盒間縫隙有交變電場(chǎng)。2）、交變電場(chǎng)的周期等于粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期。3）、粒子最后出加速器的速度大小由盒的半徑?jīng)Q定。第十二頁(yè)，編輯于星期六：八點(diǎn) 十五分。3、注意1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期 跟運(yùn)動(dòng)速率和軌道半徑無(wú)關(guān)，對(duì)于一定的帶電粒子和一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，這個(gè)周期是恒定的。2 mtqb2、交變電場(chǎng)的往復(fù)變化周期和粒子的運(yùn)動(dòng)周期t相同，這樣就可以保證粒子在每次經(jīng)過(guò)交變電場(chǎng)時(shí)都被加速。3、由于狹義相對(duì)論的限制，回旋加速器只能把粒子加速到一定的能量。第十三頁(yè)，編輯于星期六：八點(diǎn) 十五分。例3.關(guān)于回旋加速器中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用的敘述，正確的是( )a、電場(chǎng)和磁場(chǎng)都對(duì)帶電粒子起加速作用