帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 等距螺線

1、3.4磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 洛倫茲力洛倫茲力(二）二） sinBqVf:BV0f:B/VBqVf:BV 角角時(shí)時(shí)成成與與當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)2 2、洛倫茲力的大?。?、洛倫茲力的大?。? 1、洛倫茲力的方向：、洛倫茲力的方向： 可以運(yùn)用左手定則來(lái)判定。可以運(yùn)用左手定則來(lái)判定。復(fù)習(xí):3、重要結(jié)論：、重要結(jié)論：電場(chǎng)和磁場(chǎng)都可以改變運(yùn)動(dòng)電荷的路徑；電場(chǎng)和磁場(chǎng)都可以改變運(yùn)動(dòng)電荷的路徑；洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。例題例題1.如圖所示，在真空中，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向如圖所示，在真空中，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，三個(gè)豎直向下，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直

2、紙面向里，三個(gè)油滴油滴a a、b b、c c帶有等量的同種電荷，已知帶有等量的同種電荷，已知a a靜止，靜止，b b向右運(yùn)動(dòng)，向右運(yùn)動(dòng)，c c向左勻速運(yùn)動(dòng)，比較他們的質(zhì)量向左勻速運(yùn)動(dòng)，比較他們的質(zhì)量大小關(guān)系？大小關(guān)系？ ab cBE 例題例題2、如圖所示，在電子射線管上方平行、如圖所示，在電子射線管上方平行放置一通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，則電子射線將：放置一通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，則電子射線將：（ ） A、向上偏、向上偏 B、向下偏、向下偏 C、向紙內(nèi)偏、向紙內(nèi)偏 D、向紙外偏、向紙外偏 例例3、當(dāng)一帶正電荷、當(dāng)一帶正電荷q的粒子以速率的粒子以速率V沿沿螺線管螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管，若不計(jì)重力，則中軸線進(jìn)入該

3、通電螺線管，若不計(jì)重力，則（ ）A、帶電粒子速度大小改變帶電粒子速度大小改變B、帶電粒子速度方向改變帶電粒子速度方向改變C、帶電粒子速度大小不變帶電粒子速度大小不變D、帶電粒子速度方向不變帶電粒子速度方向不變例題例題4、如圖所示，質(zhì)量為、如圖所示，質(zhì)量為m，電量為，電量為+q的小球，的小球，可在半徑為可在半徑為R的半圓形光滑的絕緣軌道兩端的半圓形光滑的絕緣軌道兩端點(diǎn)點(diǎn)M、N之間來(lái)回滾動(dòng)，磁場(chǎng)之間來(lái)回滾動(dòng)，磁場(chǎng)B垂直于軌道平垂直于軌道平面，小球在面，小球在M（N）處速度為零。若小球在最）處速度為零。若小球在最低點(diǎn)的最小壓力為零，則低點(diǎn)的最小壓力為零，則B= ，小球?qū)?，小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的最大壓力

4、為道最低點(diǎn)的最大壓力為 。 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)從帶電粒子射入磁場(chǎng)的方向分從帶電粒子射入磁場(chǎng)的方向分BvqBvqBvq（1）平行于磁場(chǎng)方向射入）平行于磁場(chǎng)方向射入 （2）垂直于磁場(chǎng)方向射入）垂直于磁場(chǎng)方向射入（3）斜射入磁場(chǎng)中）斜射入磁場(chǎng)中一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.1.當(dāng)當(dāng)v v平行于平行于B B時(shí)：時(shí)： F = 0F = 0 勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng) 2.2.帶電粒子沿與磁場(chǎng)垂直方向射入帶電粒子沿與磁場(chǎng)垂直方向射入( (vBvB) )（1 1）猜想：）猜想：（2 2）驗(yàn)證：）驗(yàn)證：（3 3）理論分析：）理論分析：vB;FB

5、vB;FB垂直平面運(yùn)動(dòng)垂直平面運(yùn)動(dòng) v v不做功，不做功，大小不變大小不變qvqv大小不變大小不變F F起向心力作用起向心力作用 可知帶粒子沿與磁場(chǎng)垂直方向射入磁可知帶粒子沿與磁場(chǎng)垂直方向射入磁場(chǎng)在跟磁場(chǎng)垂直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)場(chǎng)在跟磁場(chǎng)垂直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1.1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑voRqBmfF F向向=F=F洛洛= =qvBqvBF F向向= =mvmv2 2R=R=mvmvqBqB討論：討論： （1 1）一粒子（）一粒子（ ）垂直射入一磁場(chǎng)（）垂直射入一磁場(chǎng)（ ） V V越大

6、，則越大，則R_R_m m、q q確定確定B B確定確定也越大也越大（2 2）一束含有不同粒子的粒子流，以相同的速度）一束含有不同粒子的粒子流，以相同的速度垂直射入一磁場(chǎng)（垂直射入一磁場(chǎng)（ ），），R R與與_有關(guān)。有關(guān)。B B確定確定m/qm/q的比值的比值m/qm/q的比叫粒子的質(zhì)荷比，質(zhì)荷比越大，的比叫粒子的質(zhì)荷比，質(zhì)荷比越大，則則R R越大。越大。 有兩個(gè)帶電粒子分別是質(zhì)子（有兩個(gè)帶電粒子分別是質(zhì)子（ ）、）、粒粒子（子（ ）以相同的速度垂直于磁場(chǎng)方向）以相同的速度垂直于磁場(chǎng)方向射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)子和射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)子和粒子運(yùn)動(dòng)的軌粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比是道半徑之比是 （ ）

7、A A、2 2 ：1 1 B B、1 1：2 2 C C、1 1：4 4 D D、4 4：1 1H11He42B B2.2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期R=R=mvmvqBqB= =v v= =mmqBqB= qBqB m m角速度角速度voRqBmf注意：注意：周期周期T T只帶電粒子比荷有關(guān)與帶電粒子的速度只帶電粒子比荷有關(guān)與帶電粒子的速度v v和圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R R都無(wú)關(guān)都無(wú)關(guān)思考：思考：帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)與垂直射入帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)與垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)有什么區(qū)別？勻強(qiáng)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)有什么區(qū)別？帶電粒子帶電粒子A（質(zhì)量為質(zhì)量為m、電量為電量為q）和

8、帶電粒和帶電粒子子B（質(zhì)量為質(zhì)量為4m、電量為電量為2q）若以相同動(dòng)若以相同動(dòng)量垂直磁感線射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（不計(jì)重量垂直磁感線射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（不計(jì)重力）則：力）則：（1）軌道半徑之比）軌道半徑之比 _（2）周期之比）周期之比 _ baRR :baTT :1:21:22:12:1 如圖如圖1所示，在垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直所示，在垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向發(fā)射出兩個(gè)電子于磁場(chǎng)方向發(fā)射出兩個(gè)電子1和和2，其速度分別為，其速度分別為v1和和v2如果如果v22v1，則，則1和和2的軌道半徑之比的軌道半徑之比r1：r2及及周期之比周期之比T1：T2分別為分別為 Ar1：r2

9、1：2，T1：T21：2B r1：r2 1：2， T1：T2 1：1 C r1：r2 2：1， T1：T2 1：1 D r1：r2 1：1， T1：T2 2：1 如圖如圖2所示，所示，ab是一彎管，其中心線是半徑為是一彎管，其中心線是半徑為R的一段的一段圓弧，將它置于一給定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直圓弧，將它置于一給定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于圓弧所在平面，并且指向紙外、有一束粒子對(duì)準(zhǔn)于圓弧所在平面，并且指向紙外、有一束粒子對(duì)準(zhǔn)a端射入彎管，粒子有不同的質(zhì)量、不同的速度，但都端射入彎管，粒子有不同的質(zhì)量、不同的速度，但都是一價(jià)正離子是一價(jià)正離子 A只有速度大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管只

10、有速度大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管B只有質(zhì)量大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管只有質(zhì)量大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管C只有動(dòng)量大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管只有動(dòng)量大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管D只有能量大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管只有能量大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管 有三種粒子，分別是質(zhì)子、氚核、和有三種粒子，分別是質(zhì)子、氚核、和粒子束，粒子束，如果它們以相同的速度沿垂直于磁場(chǎng)方向射入勻如果它們以相同的速度沿垂直于磁場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)方向垂直紙面向里）在圖強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)方向垂直紙面向里）在圖3中，中，哪個(gè)圖正確地表示出這三束粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡？哪個(gè)圖正確地表示出這三束粒子的運(yùn)