36帶電粒子在勻強磁場中的運動（上課）

1、復習知識復習知識: 1.帶電粒子在磁場中受洛倫茲力的計算公式？帶電粒子在磁場中受洛倫茲力的計算公式？ 帶電粒子運動方向垂直于磁場方向，帶電粒子運動方向垂直于磁場方向，f=qvB，該公式的設用條件是該公式的設用條件是V與與B相互垂直相互垂直,帶電粒子帶電粒子運動方向平行于磁場方向，運動方向平行于磁場方向，f=0。 2.帶電粒子進入磁場時所受的洛倫茲力的方向？帶電粒子進入磁場時所受的洛倫茲力的方向？ 問題討論：問題討論：1、帶電粒子的軌跡在哪個方位？、帶電粒子的軌跡在哪個方位？ 2、速度如何變化？、速度如何變化？ 3、受力如何變化？、受力如何變化？ 4、軌跡是什么形狀、軌跡是什么形狀? v洛倫茲力

2、演示儀洛倫茲力演示儀 工作原理：由電子槍發(fā)出的電子射線可以使管工作原理：由電子槍發(fā)出的電子射線可以使管 的低壓水銀蒸汽發(fā)出輝光，顯示出電子的徑跡。的低壓水銀蒸汽發(fā)出輝光，顯示出電子的徑跡。兩個平行的通電環(huán)形線圈可產(chǎn)生沿軸線方向的兩個平行的通電環(huán)形線圈可產(chǎn)生沿軸線方向的勻強磁場勻強磁場結(jié)論：結(jié)論：帶電粒子帶電粒子垂直垂直進入磁場中，粒子在進入磁場中，粒子在垂直垂直磁場方磁場方向的平面內(nèi)做向的平面內(nèi)做勻速圓周運動勻速圓周運動，此洛倫茲力不做，此洛倫茲力不做功。功。問題：問題：一帶電量為一帶電量為q，質(zhì)量為，質(zhì)量為m，速度為，速度為v的帶電粒子垂的帶電粒子垂直進入磁感應強度為直進入磁感應強度為B的勻

3、強磁場中，其半徑的勻強磁場中，其半徑r和周期和周期T為多大？為多大？實驗現(xiàn)象：在暗室中可以清楚地看到，在沒有磁場作用實驗現(xiàn)象：在暗室中可以清楚地看到，在沒有磁場作用時，電子的徑跡是直線；在管外加上勻強磁場，電子的時，電子的徑跡是直線；在管外加上勻強磁場，電子的徑跡變彎曲成圓形。徑跡變彎曲成圓形。推導推導:粒子做勻速圓周運動所需的向心力粒子做勻速圓周運動所需的向心力 是由是由粒子所受的洛倫茲力提供的粒子所受的洛倫茲力提供的,所以所以rvmF2qBmvr qBmT2rvmqvB2vrT2說明說明:1、軌道半徑和粒子的運動速率成正比。、軌道半徑和粒子的運動速率成正比。2、帶電粒子在磁場中做勻速圓周運

4、動的周期和運動速率無關。、帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期和運動速率無關。1v2v3v例題例題2 2：如圖所示，一束帶正電的相同的粒子垂直：如圖所示，一束帶正電的相同的粒子垂直磁場邊界自磁場邊界自O O點射入勻強磁場中后分成了點射入勻強磁場中后分成了3 3束，其運束，其運動軌跡如圖，粒子運動方向與磁場方向垂直，不計動軌跡如圖，粒子運動方向與磁場方向垂直，不計粒子的重力作用，已知粒子的重力作用，已知OA=OC/2=OD/3OA=OC/2=OD/3，則這三束粒，則這三束粒子的速率之比子的速率之比 = = 氘核氘核( )、氚核、氚核( )、氦核、氦核( )都垂直磁場方向入射同一勻強磁場，都垂直磁場方向入射同一勻強磁場，求以下幾種情況下，它們軌道半徑之求以下幾種情況下，它們軌道半徑之比及周期之比各是多少？（比及周期之比各是多少？（1）以相同）以相同速率射入磁場；（速率射入磁場；（2）以相同動能射入）以相同動能射入磁場磁場H21H31H