帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)第一課時(shí)

1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)第一課時(shí)第1頁(yè)，共14頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)5分，星期三 加速電場(chǎng)：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)作用是改變電子束出射的速度勵(lì)磁線圈：勵(lì)磁線圈玻璃泡電子槍實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證第2頁(yè)，共14頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)5分，星期三無(wú)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證有磁場(chǎng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在暗室中可以清楚地看到，在沒(méi)有磁場(chǎng)作用時(shí)，電子的軌跡是直線；在管外加上垂直初速度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電子的軌跡變彎曲成圓形。第3頁(yè)，共14頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)5分，星期三一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 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)。1、軌道半

2、徑帶電粒子只受洛倫茲力，作圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力：解得：2、圓周運(yùn)動(dòng)的周期第4頁(yè)，共14頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)5分，星期三帶電粒子在氣泡室運(yùn)動(dòng)徑跡的照片（1）不同帶電粒子的徑跡半徑為何不同？（2）同一徑跡上為什么曲率半徑越來(lái)越??？第5頁(yè)，共14頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)5分，星期三思考：一個(gè)帶電粒子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子后段軌跡如圖所示，軌跡上的每一小段都可近似看成是圓弧.由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減少(帶電量不變).從圖中情況可以確定 A.粒子從a到b，帶正電 B.粒子從b到a，帶正電 C.粒子從a到b，帶負(fù)電 D.粒子從b到a，帶負(fù)

3、電B第6頁(yè)，共14頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)5分，星期三-e2v.BT=2m/eB例 1、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩個(gè)電子分別以速率v和2v沿垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，哪個(gè)電子先回到原來(lái)的出發(fā)點(diǎn)？?jī)蓚€(gè)電子同時(shí)回到原來(lái)的出發(fā)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)周期和電子的速率無(wú)關(guān)軌道半徑與粒子射入的速度成正比v-e兩個(gè)電子軌道半徑如何？第7頁(yè)，共14頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)5分，星期三例題 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

4、道半徑。第8頁(yè)，共14頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)5分，星期三練習(xí)：氘核和粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).它們的速度大小相等，則運(yùn)動(dòng)半徑之比多少？運(yùn)動(dòng)周期之比又是多少？變式：氘核和粒子，從靜止開始經(jīng)相同電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)作圓周運(yùn)動(dòng).則這兩個(gè)粒子的動(dòng)能之比為多少？軌道半徑之比為多少？周期之比為多少？第9頁(yè)，共14頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)5分，星期三dBev例2：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 : 電子的運(yùn)動(dòng)半徑R=？電子的質(zhì)量m=? 電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=?第

5、10頁(yè)，共14頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)5分，星期三帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況研究1、找圓心：方法2、定半徑：3、確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間：注意：用弧度表示幾何法求半徑向心力公式求半徑利用vR利用弦的中垂線第11頁(yè)，共14頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)5分，星期三例2.如圖所示，在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子以速度v0從M點(diǎn)沿半徑方向射入磁場(chǎng)區(qū)，并由B點(diǎn)射出，O點(diǎn)為圓心，AOB=120，求粒子在磁場(chǎng)區(qū)的偏轉(zhuǎn)半徑R及在磁場(chǎng)區(qū)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。（粒子重力不計(jì)）rR6030o第12頁(yè)，共14頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)5分，星期三BvqmLLvOr1練習(xí)1 長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平極板間，有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，板間距離也為L(zhǎng)，板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m，電量為q的帶負(fù)電粒子（不計(jì)重力），從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁場(chǎng)以速度v平行極板射入磁場(chǎng)，欲使粒子不打在極板上，則粒子入射速度v應(yīng)滿足什么條件？如果欲使粒子直線飛出，怎么辦呢？第13頁(yè)，共14頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)5分，星期三練習(xí)3 如圖所示，M、N兩板相距為d，板長(zhǎng)為5d，兩板不帶電，板間有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一大群電子沿平行于板的方向從各處位置以速率v0射入板間，