【物理】36帶電粒子在勻強磁場中的運動課件（人教版選修3-1）.ppt

1、第三章 磁場 第六節(jié) 帶電粒子在勻強磁場中的運動,人教版選修3-1,3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運動狀態(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，正負離子等。這些粒子所受重力和洛倫茲力相比小得多，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。,第課時,判斷下圖中帶電粒子（電量q，重力不計）所受洛倫茲力的大小和方向：,一、運動形式,1、勻速直線運動。,2、,?,如果帶電粒子射入勻強磁場時,初速度方向與磁場方向垂直,粒子僅在洛倫茲力的作

2、用下將作什么運動?,1、圓周運動的半徑,2、圓周運動的周期,思考：周期與速度、半徑什么關(guān)系？,粒子運動方向與磁場有一夾角 （大于0度小于90度）軌跡為螺線,帶電粒子在磁場中運動情況研究,1、找圓心：方法 2、定半徑： 3、確定運動時間：,注意：用弧度表示,質(zhì)譜儀,通過測出粒子圓周運動的半徑，計算粒子的比荷或質(zhì)量及分析同位素的儀器.,練習教材P102頁第1,2,3,第課時,1、圓周運動的半徑,2、圓周運動的周期,思考：周期與速度、半徑什么關(guān)系？,復習回顧,例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)強度為B、寬度為d的勻強磁場，穿透磁場時的速度與電子原來的入射方向的夾角為300。求

3、 : (1) 電子的質(zhì)量m=? (2) 電子在磁場中的運動時間t=?,提示:關(guān)鍵是畫出勻速圓周運動的軌跡,利用幾何知識找出圓心及相應(yīng)的半徑,從而找到圓弧所對應(yīng)的圓心角,2dBe/v d/3v,帶電粒子在磁場中運動情況研究,1、找圓心：方法 2、定半徑： 3、確定運動時間：,注意：用弧度表示,直線加速器,粒子在每個加速電場中的運動時間相等，因為交變電壓的變化周期相同,回旋加速器,2回旋加速器,回旋加速器,兩D形盒中有勻強磁場無電場，盒間縫隙有交變電場。,電場使粒子加速，磁場使粒子回旋。,粒子回旋的周期不隨半徑改變。讓電場方向變化的周期與粒子回旋的周期一致，從而保證粒子始終被加速。,在磁場中做圓周

4、運動,周期不變 每一個周期加速兩次 電場的周期與粒子在磁場中做圓周運動周期相同 電場一個周期中方向變化兩次 粒子加速的最大速度由盒的半徑?jīng)Q定 電場加速過程中,時間極短,可忽略,結(jié)論,.關(guān)于回旋加速器的工作原理，下列說法正確的是：,(A),霍爾效應(yīng),I=neSv=nedhv,eU/h=evB,U=IB/ned=kIB/d,k是霍爾系數(shù),第課時,帶電粒子在無界勻強磁場中的運動,F洛=0 勻速直線運動,F洛=Bqv 勻速圓周運動,F洛=Bqv 等距螺旋（090）,在只有洛倫茲力的作用下,帶電粒子在磁場中運動情況研究,1、找圓心：方法 2、定半徑： 3、確定運動時間：,注意：用弧度表示,1、物理方法：

5、,作出帶電粒子在磁場中兩個位置所受洛倫茲力，沿其方向延長線的交點確定圓心，從而確定其運動軌跡。,2、物理和幾何方法：,作出帶電粒子在磁場中某個位置所受洛倫茲力，沿其方向的延長線與圓周上兩點連線的中垂線的交點確定圓心，從而確定其運動軌跡。,3、幾何方法：,圓周上任意兩點連線的中垂線過圓心圓周上兩條切線夾角的平分線過圓心過切點作切線的垂線過圓心,1.如圖，虛線上方存在無窮大的磁場，一帶正電的粒子質(zhì)量m、電量q、若它以速度v沿與虛線成300、600、900、1200、1500、1800角分別射入，請你作出上述幾種情況下粒子的軌跡、并求其在磁場中運動的時間。,有界磁場問題：,入射角300時,入射角1500時,粒子在磁場中做圓周運動的對稱規(guī)律： 從同一直線邊界射入的粒子，從同一邊界射出時，速度與邊界的夾角相等。,1、兩個對稱規(guī)律：,臨界問題,例：長為L的水平極板間，有垂直紙面向內(nèi)的勻強磁 場，如圖所示，磁感強度為B，板間距離也為L，板 不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子 （不計重力），從左邊極板間中點處垂直磁感線以速 度v水