带电粒子在匀强磁场中的运动.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第六节,带电粒子在匀强磁场中的运动,判断下图中带电粒子（电量,q,，重力不计）所受洛伦兹力的大小和方向：,一、运动形式,1,、匀速直线运动。,2,、,?,如果带电粒子射入匀强磁场时,初速度方向与磁场方向垂直,粒子仅在洛伦兹力的作用下将作什么运动,?,分析：,由于粒子速度的,大小不变,，所以洛伦兹力大小也不改变，又因为洛伦兹力总是,与速度方向垂直,，联系以前学过的圆周运动和向心力知识，这里的洛伦兹力正好起到了,向心力的作用,。,-,F,洛,V,-,F,洛,-,F,洛,推论：,只在洛仑兹力作用下，电荷作匀速圆周运动。,-,F,洛,+,观看完整的圆周运动,1,、圆周运动的半径,2,、圆周运动的周期,思考：周期与速度、半径什么关系？,粒子运动方向与磁场有一夹角 （大于,0,度小于,90,度）,轨迹为螺线,例题 一个质量为,m,、电荷量为,q,的粒子，从容器下方的小孔,S,1,飘入电势差为,U,的,加速电场,，其初速度几乎为零，然后经过,S,3,沿着与,磁场垂直的方向进入,磁感应强度为,B,的匀强磁场中，最后打到照相底片,D,上。,（,1,）求粒子进入磁场时的速率。,（,2,）求粒子在磁场中运动的轨道半径。,1,、质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具,1.,质谱仪,带电粒子注入器,加速电场（,U,）,速度选择器,（,E,B,1,）,偏转磁场（,B,2,）,照相底片,THANK YOU,SUCCESS,2024/12/14 周六,9,可编辑,2,回旋加速器,回旋加速器,1.,作用：产生高速运动的粒子,2.,原理,（,1,）两,D,形盒中有匀强磁场无电场，盒间缝隙有交变电场。,（,2,）交变电场的周期等于粒子做匀速圆周运动的周期。,（,3,）粒子最后出加速器的速度大小由盒的半径决定。,回旋加速器,例：垂直纸面向外的匀强磁场仅限于,宽度为,d,的条形区域内，,磁感应强度为,B,一个,质量为,m,、,电量为,q,的粒子以一定的速度垂直于磁场边界方向从,点,垂直飞入,磁场区，如图所示，当它飞离磁场区时，运动方向,偏转,角,试求粒子的运动速度,v,以及在磁场中运动的时间,t,（,1,）第一步：画出半径,第二步：利用几何知识求出半径半径,第三步：利用公式求出,V,（,2,）第一步：思考如果转动一周,所需的时间,第二步：实际转动了一周的多少倍,d,B,e,v,1,、如图所示，一束,电子,（电量为,e),以,速度,V,垂直射入,磁感应强度为,B,、宽度为,d,的匀强磁场，穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为,30,0,。求,:(1),电子的质量,m=?(2),电子在磁场中的运动时间,t=?,3,、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定,磁场中的带电粒子一般可分为两类：,1,、带电的,基本粒子,：如电子，质子，,粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和洛仑磁力相比在小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。,2,、,带电微粒,：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。,带电粒子在磁场中运动情况研究,1,、找圆心：方法,2,、定半径：,3,、确定运动时间：,注意：,用弧度表示,几何法求半径,向心力公式求半径,利用,vR,利用弦的中垂线,确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法,1,、物理方法：,作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。,2,、物理和几何方法：,作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向的延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。,3,、几何方法：,圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上两条切线夹角的平分线过圆心过切点作切线的垂线过圆心,THANK YOU,SUCCESS,2024/12/14 周六,18,可编辑,