帶電粒子在磁場中的勻速圓周運(yùn)動

1、qvB 每年冬季零晨每年冬季零晨1 1時左右，在我國黑龍江西北部正北時左右，在我國黑龍江西北部正北方向幽暗的天空中都有一束紅色光帶噴射而出，瞬間方向幽暗的天空中都有一束紅色光帶噴射而出，瞬間金光四射，絢麗多彩。稍候，有輪番交錯瞬息變化，金光四射，絢麗多彩。稍候，有輪番交錯瞬息變化，神奇莫測?；虺蕩?、幕狀、螺旋狀。神奇莫測?；虺蕩?、幕狀、螺旋狀。2 2、洛倫茲力的方向如何判斷？、洛倫茲力的方向如何判斷？各種形狀的極光是怎樣形成的呢，在我們這里能看到嗎？ 1、 觀察并思考：為什么在觀察并思考：為什么在vB的條件下，粒子的條件下，粒子的運(yùn)動軌跡是圓形呢？電子作的是勻速圓周運(yùn)動嗎？的運(yùn)動軌跡是圓形

2、呢？電子作的是勻速圓周運(yùn)動嗎？ 2、請同學(xué)們根據(jù)剛才的試驗回答下列幾個問題：、請同學(xué)們根據(jù)剛才的試驗回答下列幾個問題： （1）帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動的條件是什么？）帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動的條件是什么？ （2）帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動時受力特點(diǎn)是什么）帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動時受力特點(diǎn)是什么 ？ （3） 帶電粒子做勻速圓中運(yùn)動時運(yùn)動特點(diǎn)是什么？帶電粒子做勻速圓中運(yùn)動時運(yùn)動特點(diǎn)是什么？一帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，速率為v，現(xiàn)垂直射入磁感強(qiáng)度B勻強(qiáng)磁場，則粒子將做勻速圓周運(yùn)動.由洛倫磁力提供向心力得：qBmvr qBmT2半徑周期rvmqvB2說明說明:(1)、有公式、有公式 知，在勻強(qiáng)磁場中，做

3、勻速圓周知，在勻強(qiáng)磁場中，做勻速圓周運(yùn)動的帶點(diǎn)粒子，軌道半徑跟速率成正比。運(yùn)動的帶點(diǎn)粒子，軌道半徑跟速率成正比。 (2)、由公式、由公式 知，在勻強(qiáng)磁場中，做勻速圓周知，在勻強(qiáng)磁場中，做勻速圓周運(yùn)動的帶電粒子，周期跟軌道半徑和運(yùn)動速率無關(guān)，而與荷運(yùn)動的帶電粒子，周期跟軌道半徑和運(yùn)動速率無關(guān)，而與荷質(zhì)比質(zhì)比q/m成反比。成反比。qBmvr qBmT2例例1、有電子、質(zhì)子、氘核和氚核，以同樣的、有電子、質(zhì)子、氘核和氚核，以同樣的速度垂直射入同一勻速磁場中，它們在磁場中速度垂直射入同一勻速磁場中，它們在磁場中勻速圓周運(yùn)動，則軌道半徑最大的粒子是：勻速圓周運(yùn)動，則軌道半徑最大的粒子是：A、氘核、氘核

4、B、氚核、氚核 C、電子、電子 D、質(zhì)子、質(zhì)子qBmvr 解析：依據(jù)解析：依據(jù) ，q 相同，故相同，故 m最大，半徑最大，所以選項最大，半徑最大，所以選項 B 正確。正確。 例例2、處在勻速磁場中的兩個電子、處在勻速磁場中的兩個電子A與與B，分別以速度分別以速度V和和2V垂直射入磁場，磁場足夠大，垂直射入磁場，磁場足夠大，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，哪個電子先回到出發(fā)點(diǎn)（經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，哪個電子先回到出發(fā)點(diǎn)（ ） A、 A先到達(dá)先到達(dá) B、 B先到達(dá)先到達(dá) C、 同時到達(dá)同時到達(dá) D、 條件不足，無法判斷條件不足，無法判斷CqBmT2 解析：根據(jù)周期公式解析：根據(jù)周期公式 知知, T與速度與速度V無關(guān)無關(guān)，故

5、同時到達(dá)。，故同時到達(dá)。C22qBmUqBmvr mqUv2221mvqU 一質(zhì)量為一質(zhì)量為m，電量為，電量為q 的粒子從容器的粒子從容器A下方的小孔下方的小孔S1 飄入電勢為飄入電勢為U 的加速電場。的加速電場。然后讓粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為然后讓粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 的勻強(qiáng)的勻強(qiáng)電場中做勻速圓周運(yùn)動電場中做勻速圓周運(yùn)動,最后打在照相底片最后打在照相底片D上。求上。求：1)粒子進(jìn)入磁場的速率；粒子進(jìn)入磁場的速率；2)粒子的粒子的軌道半徑；軌道半徑；3）粒子運(yùn)動的時間。）粒子運(yùn)動的時間。 提示：提示： 飄入、垂直、勻強(qiáng)、粒子飄入、垂直、勻強(qiáng)、粒子 1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的條件是粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場。、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律是洛倫茲力做向心力。、求帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的問題的方法是：畫軌跡定圓心找半徑求周期 極光通常只出現(xiàn)在高緯度區(qū)的大氣中，只是在極光通常只出現(xiàn)在高緯度區(qū)的大氣中，只是在太陽黑子、耀斑活動劇烈的年份中低緯度地區(qū)才太陽黑子、耀斑活動劇烈的年份中低緯度地區(qū)才能看到。此時，我們的衣食住行都要考慮太陽風(fēng)能看到。此時，我們的衣食住行都要考慮太陽風(fēng)粒子流的影響。粒子流的影響。v/B時，時，F(xiàn)0粒子做勻速直線運(yùn)動粒子做勻速直線運(yùn)動vB時時其它夾角，粒子做螺線運(yùn)動其它夾角，粒子做