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

1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)新第1頁(yè)，共13頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三復(fù)習(xí)知識(shí)：1、帶電粒子在磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力的大小和方向怎樣？洛倫茲力有怎樣的特點(diǎn)？大小v平行于B，f=0方向-左手定則（f垂直于v和B所決定的平面）v垂直與B，f=qvB特點(diǎn)：洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，洛倫茲力永不做功。第2頁(yè)，共13頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三你能猜想出下列幾種情況中帶電粒子只在洛倫茲力的作用下將會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)呢？說(shuō)出你的理由（不考慮帶電粒子的重力，B為勻強(qiáng)磁場(chǎng)）（1）v平行于B（2）v垂直于B（3）v與B成任意角（提示：物體做什么樣的運(yùn)動(dòng)取決與兩個(gè)因素物體

2、的受力情況物體的初始條件）第3頁(yè)，共13頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三運(yùn)動(dòng)電荷在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中除洛侖茲力外其他力均忽略不計(jì)（或均被平衡）運(yùn)動(dòng)電荷在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的三種運(yùn)動(dòng)形式(1)當(dāng)B時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；(2)當(dāng)B時(shí)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；(3)當(dāng)與B成任意角度時(shí)，由于可以將正交分解為和（分別平行于和垂直于）B，因此電荷一方向以的速度在平行于B的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一方向以的速度在垂直于B的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 等距螺旋 第4頁(yè)，共13頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只在洛倫茲力作用下（v與B垂直）的運(yùn)動(dòng)-勻速圓周運(yùn)動(dòng)思考與討論：（1）洛倫茲力如何變化

3、？（2）速度如何變化？（3）帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡在哪個(gè)平面內(nèi)？為什么？（4）什么力提供粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力？寫出向心力的表達(dá)式。第5頁(yè)，共13頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三速度大小速度方向受力大小受力方向軌跡平面向心力不變因?yàn)槁鍌惼澚偸歉Ｗ拥倪\(yùn)動(dòng)方向垂直,所以洛倫茲力不對(duì)粒子做功，粒子的速度大小不變時(shí)刻變化因?yàn)槁鍌惼澚偸歉Ｗ拥倪\(yùn)動(dòng)方向垂直，所以速度方向改變不變因?yàn)樗俣却笮『痛鸥袘?yīng)強(qiáng)度大小都不變,所以洛倫茲力大小也不變時(shí)刻變化因?yàn)樗俣确较蚋淖?，所以洛倫茲力方向也改變與磁場(chǎng)垂直F洛既垂直于v又垂直于B， F洛時(shí)刻指向圓心，v始終沿圓周的切線，所以F洛和v一定和圓周在同一平面內(nèi)

4、，并且沒(méi)有其它的力使粒子離開(kāi)這個(gè)平面。F洛=F向第6頁(yè)，共13頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三問(wèn)題：一帶電量為q，質(zhì)量為m，速度為v的帶電粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其半徑r和周期T為多大？第7頁(yè)，共13頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三推導(dǎo)：帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)F洛=F向說(shuō)明:1、軌道半徑和粒子的運(yùn)動(dòng)速率成正比。2、帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期和運(yùn)動(dòng)速率無(wú)關(guān)。第8頁(yè)，共13頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三例題 1：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)中(v與磁場(chǎng)邊緣也垂直)，穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)

5、速度方向與電子原來(lái)入射方向的夾角是300，則電子的質(zhì)量是多大？穿過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間是多少？第9頁(yè)，共13頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三解析：FAFCO帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)F洛=F向由圖中幾何關(guān)系可得AB圓弧所對(duì)的圓心角度為300第10頁(yè)，共13頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三解決做圓周運(yùn)動(dòng)的粒子的做題步驟（1）找軌跡平面（與B垂直，與v共面）（2）確定圓心運(yùn)動(dòng)過(guò)程中任意兩點(diǎn)的F洛的交點(diǎn)；或者一個(gè)F洛和一條弦的垂直平分線的交點(diǎn)（3）畫軌跡（v在圓周的切線方向上，向圓心方向彎曲）（4）計(jì)算半徑（找?guī)缀侮P(guān)系）第11頁(yè)，共13頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三（5）在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定：利用圓心角與弦切角的關(guān)系，或者是四邊形內(nèi)角合等于3600，計(jì)算出圓心角的大小，由公式 可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間。第12頁(yè)，共13頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三例題2、如圖所示，正方形容器處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一束電子從a孔垂直于磁場(chǎng)沿ab射入容器中，其中一部分從c孔射出，一部分從d孔射出，容器處在真空中，求從兩孔中射出的電子速率之比