十五章第六節(jié)主講人何謀仁ppt課件

1、十五章十五章 第六節(jié)第六節(jié)主講人主講人 何謀仁何謀仁問(wèn)題一 判別以下圖中帶電粒子磁感應(yīng)強(qiáng)度為判別以下圖中帶電粒子磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電量為，電量為q，重力不計(jì)所受洛倫茲力的大小和方向。重力不計(jì)所受洛倫茲力的大小和方向。vvv v v v v v v vF=0不受洛倫茲力不受洛倫茲力F=qvB受洛倫茲力受洛倫茲力方向豎直向上方向豎直向上F問(wèn)題二 判別以下圖中帶電粒子電量判別以下圖中帶電粒子電量q，重力不計(jì)的運(yùn)，重力不計(jì)的運(yùn)動(dòng)情況動(dòng)情況vv勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)演示 實(shí)驗(yàn)和分析闡明：實(shí)驗(yàn)和分析闡明： 帶電粒子在只受洛倫茲力作用重力通帶電粒子在只受洛倫茲力作用重力通常忽略不

2、計(jì)的條件下，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中常忽略不計(jì)的條件下，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩種典型的運(yùn)動(dòng)：有兩種典型的運(yùn)動(dòng)： 1v平行平行B時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng) 2v垂直垂直B時(shí)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)軌道半徑軌道半徑 1 1軌道半徑軌道半徑 r r ，洛倫茲力提供向心力：，洛倫茲力提供向心力： rvmqvB2由：qBmvr 得：得：運(yùn)動(dòng)周期運(yùn)動(dòng)周期T T vTmvmqvB2由：qBmT2得：12 例例1 1：兩個(gè)粒子帶電量相等，在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)：兩個(gè)粒子帶電量相等，在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只受磁場(chǎng)力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么中只受磁場(chǎng)力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么( () ) A. A.假設(shè)速率相等，那么半徑相等假設(shè)

3、速率相等，那么半徑相等 B. B.假設(shè)速率相等，那么周期相等假設(shè)速率相等，那么周期相等 C. C.假設(shè)假設(shè)m m、v v的乘積相等，那么半徑相等的乘積相等，那么半徑相等 D. D.假設(shè)動(dòng)能相等，那么周期相等假設(shè)動(dòng)能相等，那么周期相等C C 才干遷移：如下圖，在長(zhǎng)直導(dǎo)線中有恒定電流才干遷移：如下圖，在長(zhǎng)直導(dǎo)線中有恒定電流I I經(jīng)經(jīng)過(guò)，導(dǎo)線正下方電子初速度過(guò)，導(dǎo)線正下方電子初速度v v方向與電流方向與電流I I的方向一樣，的方向一樣，電子將電子將( () ) A. A.沿途徑沿途徑a a運(yùn)動(dòng)，軌跡是圓運(yùn)動(dòng)，軌跡是圓 B. B.沿途徑沿途徑a a運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑越來(lái)越大運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑越來(lái)越大 C. C

4、.沿途徑沿途徑a a運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑越來(lái)越小運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑越來(lái)越小 D. D.沿途徑沿途徑b b運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑越來(lái)越大運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑越來(lái)越大D思索與討論：假設(shè)帶電離子與磁思索與討論：假設(shè)帶電離子與磁場(chǎng)成一定的角度射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，場(chǎng)成一定的角度射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子如何運(yùn)動(dòng)？粒子如何運(yùn)動(dòng)？VB平行于平行于B B方向上：勻速直線運(yùn)動(dòng)方向上：勻速直線運(yùn)動(dòng)垂直于垂直于B B方向上：勻速圓周運(yùn)動(dòng)方向上：勻速圓周運(yùn)動(dòng)B B BBBV1V2垂直磁場(chǎng)方向：垂直磁場(chǎng)方向：R Rmvsin/qB T=2m/qBmvsin/qB T=2m/qB平行磁場(chǎng)方向：螺距平行磁場(chǎng)方向：螺距 d d2mvcos/qB2mvcos/qB

5、帶電粒子在無(wú)界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在無(wú)界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)F洛洛=0勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)F洛洛=Bqv勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)F洛洛=Bqv等距螺旋等距螺旋090V/BVBv與與B成成角角mVRqB2 mTqB在在只只需需洛洛侖侖茲茲力力的的作作用用下下123o o o 練習(xí)：同一種帶電粒子以不同速度垂直射入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，那么可知： 帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度值有( )個(gè)； 這些速度的大小關(guān)系為 ); 三束粒子從O點(diǎn)出發(fā)分別到達(dá)1、2、3所用時(shí)間關(guān)系 3V3V2V1T1=T2=T32019年北京理綜卷年北京理綜卷19、標(biāo)題：如下圖，正方形區(qū)域標(biāo)題：如下圖，正方形區(qū)域abcd中

6、充溢勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁中充溢勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一個(gè)氫核從場(chǎng)方向垂直紙面向里。一個(gè)氫核從ad邊的中點(diǎn)邊的中點(diǎn)m沿著沿著既垂直于既垂直于ad邊又垂直于磁場(chǎng)的方向，以一定速度射入邊又垂直于磁場(chǎng)的方向，以一定速度射入磁場(chǎng)，正好從磁場(chǎng)，正好從ab邊中點(diǎn)邊中點(diǎn)n射出磁場(chǎng)。假設(shè)將磁場(chǎng)的磁射出磁場(chǎng)。假設(shè)將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍倍.其他條件不變，那么這個(gè)氫其他條件不變，那么這個(gè)氫核射出磁場(chǎng)的位置是核射出磁場(chǎng)的位置是 A在在b、n之間某點(diǎn)之間某點(diǎn)B在在n、a之間某點(diǎn)之間某點(diǎn)Ca點(diǎn)點(diǎn)D在在a、m之間某點(diǎn)之間某點(diǎn)CadcbmnBv2019年理綜全國(guó)卷年理綜全國(guó)卷I 20、如圖如圖,在

7、一程度放置的平板在一程度放置的平板MN上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,許多質(zhì)許多質(zhì)量為量為m,帶電量為帶電量為+q的粒子的粒子,以一樣的速率以一樣的速率v沿位于紙沿位于紙面內(nèi)的各個(gè)方向面內(nèi)的各個(gè)方向,由小孔由小孔O射入磁場(chǎng)區(qū)域射入磁場(chǎng)區(qū)域,不計(jì)重力不計(jì)重力,不不計(jì)粒子間的相互影響計(jì)粒子間的相互影響.以下圖中陰影部分表示帶電粒以下圖中陰影部分表示帶電粒子能夠經(jīng)過(guò)的區(qū)域子能夠經(jīng)過(guò)的區(qū)域,其中其中R=mv/qB.哪個(gè)圖是正確的哪個(gè)圖是正確的? ( )2RR2RMNO2RR2RMNO2R2R2RMNOR2R2RMNOD

8、.A.B.C.MNBOA2RR2RMNO 帶電量為帶電量為+q的粒子的粒子,以一樣的速率以一樣的速率v沿位于紙面內(nèi)的沿位于紙面內(nèi)的各個(gè)方向各個(gè)方向,由小孔由小孔O射入磁場(chǎng)區(qū)域射入磁場(chǎng)區(qū)域,由由R=mv/qB,各個(gè)粒各個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑均一樣子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑均一樣, 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡圓圓心是在以在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡圓圓心是在以O(shè)為圓心、為圓心、以以R=mv/qB為半徑的為半徑的1/2圓弧上圓弧上,如圖虛線示如圖虛線示: 各粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖實(shí)線示各粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖實(shí)線示: 帶電粒子能夠經(jīng)過(guò)的區(qū)域陰影部分如圖斜線示帶電粒子能夠經(jīng)過(guò)的區(qū)域陰影部分如圖斜線示解解:本節(jié)知識(shí)小結(jié)本節(jié)知識(shí)小結(jié)F

9、洛洛=0勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)F洛洛=Bqv勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)F洛洛=Bqv等距螺旋等距螺旋090V/BVBv與與B成成角角mVRqB2 mTqB在在只只需需洛洛侖侖茲茲力力的的作作用用下下作業(yè)布置作業(yè)布置 課本練習(xí)：13 課外作業(yè) ：配套練習(xí)5 課外討論：電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子作用的異同點(diǎn)針對(duì)性練習(xí)針對(duì)性練習(xí)1一質(zhì)量為一質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為q的正電荷以速度的正電荷以速度V垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中重力不計(jì)，磁場(chǎng)足夠大重力不計(jì)，磁場(chǎng)足夠大1、該電荷如何運(yùn)動(dòng)、該電荷如何運(yùn)動(dòng) 2、假設(shè)速度大小變?yōu)椤⒓僭O(shè)速度大小變?yōu)?V，那么其軌道半，那么其軌道

10、半徑如何變徑如何變3、假設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?、假設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?B，那么其，那么其軌道半徑如何變軌道半徑如何變勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)變?yōu)樽優(yōu)?R變?yōu)樽優(yōu)镽/2針對(duì)性練習(xí)針對(duì)性練習(xí)2一質(zhì)量為一質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為q的正電荷以速度的正電荷以速度V垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中重力不計(jì)，磁場(chǎng)做夠大重力不計(jì)，磁場(chǎng)做夠大1、該電荷如何運(yùn)動(dòng)、該電荷如何運(yùn)動(dòng) 2、假設(shè)速度大小變?yōu)?、假設(shè)速度大小變?yōu)?V，那么其周期如，那么其周期如何變化何變化3、假設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)椤⒓僭O(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?B，那么其，那么其周期如何變化周期如何變化勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)

11、不變不變變?yōu)樽優(yōu)镽/2 標(biāo)題：一帶電粒子在磁感強(qiáng)度為標(biāo)題：一帶電粒子在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如它又順利進(jìn)入另場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如它又順利進(jìn)入另一磁感強(qiáng)度為一磁感強(qiáng)度為2B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中仍做勻速圓的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么周運(yùn)動(dòng)，那么 A、粒子的速率加倍，周期減半、粒子的速率加倍，周期減半 B、粒子的速率不變，軌道半徑減半、粒子的速率不變，軌道半徑減半 C、粒子的速率減半，軌道半徑變?yōu)?、粒子的速率減半，軌道半徑變?yōu)?原來(lái)的原來(lái)的1/4 D、粒子速率不變，周期減半、粒子速率不變，周期減半知識(shí)遷移知識(shí)遷移B D才干提升才干提升A ，B ，C ，D ，2:1:RRP2

12、:1:TTP1:1:RRP1:1:TTP1:1:RRP2:1:TTP2:1:RRP1:1:TTP標(biāo)題：質(zhì)子標(biāo)題：質(zhì)子P和和粒子以一樣的速率在同一粒子以一樣的速率在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑分別為勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑分別為RP和和R ，周期分別為，周期分別為RP和和R 。那么以下選。那么以下選項(xiàng)中正確的選項(xiàng)是項(xiàng)中正確的選項(xiàng)是 ( )A2019年江蘇卷年江蘇卷2演示 帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)演示 帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)構(gòu)造與原理構(gòu)造與原理加速電場(chǎng)：使帶電粒子加速加速電場(chǎng)：使帶電粒子加速偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)區(qū)：使帶電粒子軌跡偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)區(qū)：使帶電粒子軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并被拍照發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并被拍照因偏轉(zhuǎn)半徑因偏轉(zhuǎn)半徑 r rmv/qBmv/qB故荷質(zhì)比為故荷質(zhì)比為 q/m發(fā)明者：阿斯頓發(fā)明者：阿斯頓研討同位素測(cè)荷質(zhì)比的安裝研討同位素測(cè)荷質(zhì)比的安裝3.質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀vBr帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡無(wú)磁場(chǎng)無(wú)磁場(chǎng)有磁場(chǎng)有磁場(chǎng)本課小結(jié)：本課小結(jié)：一、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)平行磁感線進(jìn)入：做勻速直線運(yùn)動(dòng)平行磁感線進(jìn)入：做勻速直線運(yùn)