帶電粒子在磁場中的運(yùn)動.pptx

1、2020/7/22,第六節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動,3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動狀態(tài)來判定,磁場中的帶電粒子一般可分為兩類：,1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和洛侖磁力相比在小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。,2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。,1、帶電粒子平行射入勻強(qiáng)磁場會做什么運(yùn)動？ 2、帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場會做什么運(yùn)動？,思考:（不計帶電粒子的重力）,在演示儀中可以觀察到，沒有磁場時，電子束是直進(jìn)的，外加磁場后，電子束的徑跡變成圓形。

2、磁場的強(qiáng)弱和電子的速度都能影響圓的半徑。,1.水平導(dǎo)線中有電流I通過，導(dǎo)線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同，則電子將（ ）, ,v,a,b,I,A.沿路徑a運(yùn)動,軌跡是圓 B.沿路徑a運(yùn)動,軌跡半徑越來越大 C.沿路徑a運(yùn)動,軌跡半徑越來越小 D.沿路徑b運(yùn)動,軌跡半徑越來越小,例與練,B,2、有三種粒子，分別是質(zhì)子（）、氚核、（）和粒子（）束，如果它們以相同的速度沿垂直于磁場方向射入勻強(qiáng)磁場（磁場方向垂直紙面向里），在下圖中，哪個圖正確地表示出這三束粒子的運(yùn)動軌跡？（）,例與練,C,與 不垂直,拓展：,粒子的軌跡是一條螺旋線,(2)已知入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的位置時，可以通過入射點(diǎn)作入射方

3、向的垂線，連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作其中垂線，這兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心(如圖b所示，圖中P為入射點(diǎn)，M為出射點(diǎn)),入射速度方向與邊界的夾角與出射速度方向與邊界的夾角相等,2找聯(lián)系：軌道半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、運(yùn)動速度相聯(lián)系，偏轉(zhuǎn)角度與圓心角、運(yùn)動時間相聯(lián)系，在磁場中運(yùn)動的時間與周期圓心角相聯(lián)系 3用規(guī)律：即牛頓第二定律和圓周運(yùn)動的規(guī)律，特別是周期公式、半徑公式,三，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的多解性 1，帶電粒子的電性不確定形成多解,2磁場方向不確定形成多解,例1、一正離子,電量為q ,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)磁場中，穿越磁場時速度方向與其原來入射方向的夾角是30，則該

4、離子的質(zhì)量是多少？穿越磁場的時間又是多少？,v,30,O,B,A,v,例2 、如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。正、負(fù)電子同時從同一點(diǎn)O以與MN成30角的同樣速度v射入磁場（電子質(zhì)量為m，電荷為e），它們從磁場中射出時相距多遠(yuǎn)？射出的時間差是多少？,M,N,B,O,v,例3、如下圖所示，兩塊長度均為5d的金屬板相距d，平行放置，下板接地，兩極間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一束寬為d的電子束從兩板左側(cè)垂直磁場方向射入兩極間，設(shè)電子的質(zhì)量為m，電量為e，入射速度為v0，要使電子不會從兩極間射出，求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足的條件。,5d,v0,d,臨界問題,設(shè)一個質(zhì)量為m、電荷量為q的粒

5、子,從容器下方的小孔S1飄入電勢差為U的加速電場,其初速度幾乎為零,然后經(jīng)過S3沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,最后打到照相底片D上.求： (1)求粒子進(jìn)入磁場時的速率 (2)求粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑,質(zhì)譜儀,問題1：要認(rèn)識原子核內(nèi)部的情況，必須把核“打開”進(jìn)行“觀察”。然而，原子核被強(qiáng)大的核力約束，只有用極高能量的粒子作為“炮彈”去轟擊，才能把它“打開”。那么怎樣才能產(chǎn)生這些高能炮彈呢？,知識點(diǎn)3：加速器,加速器中的徑跡為直線，其加速裝置要很長很長,多級加速器,回旋 加速器,回旋加速器,回旋加速器的原理,粒子獲得最大速度,粒子獲得最大動能,與加速電壓無關(guān)！,3、回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心的部分是分 別與高頻交流電極相連的兩個D形金屬盒。兩盒間的狹縫中形 成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速， 兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示。要增 大帶電粒子射出的動能，則下列說法中