带电粒子在磁场中的运动解析.ppt

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1、第六节带电粒子在磁场中的运动【课前复习】1．一电量为q的带电粒子以速度v垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中时，受到的洛伦兹力大小为_____，洛伦兹力的方向由_____判断．2．做匀速圆周运动的条件：（1）_________________；（2）_____________________．物体具有一定的初速度v0；物体受到的合力与v0始终垂直，且合力大小不变一、带电粒子在匀强磁场中的运动情况一:带电粒子平行磁场方向进入磁场:情况二:带电粒子垂直磁场方向进入磁场:情况三:若带电粒子射入磁场时速度方向与磁场方向有一定夹角θ(0°＜θ＜90°或90°＜θ

2、＜180°);一、带电粒子在匀强磁场中的运动情况一:带电粒子平行磁场方向进入磁场:方法分析:物体的运动形式与其初速度和合力有必然联系粒子在此情况下的受力:洛论滋力为0结论:带电粒子将做匀速直线运动.v例1、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则[   ]A．带电粒子速度大小改变；B．带电粒子速度方向改变；C．带电粒子速度大小不变；D．带电粒子速度方向不变。CD一、带电粒子在匀强磁场中的运动情况一:带电粒子平行磁场方向进入磁场:情况二:带电粒子垂直磁场方向进入磁场:粒子做匀速直线运动受力分析:洛伦滋力大小:F=qvB方

3、向:与速度垂直速度情况:速度时刻与洛伦滋力垂直,大小不变.结论:带电粒子做匀速圆周运动带电粒子在匀强磁场做匀速圆周运动分析:F向=mv2/rF洛=BqvF向=F洛=mv2/r=Bqv带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时向心力由洛伦兹力提供。r=1、向心力的来源：2、圆周运动的半径：3）速度相同，比荷不同的带电粒子垂直进入同一匀强磁场，它们的轨道半径关系如何？讨论：1）粒子运动轨道半径与哪些因素有关，关系如何？2）质量不同电量相同的带电粒子，若以大小相等的动量垂直进入同一匀强磁场，它们的轨道半径关系如何？例2、质子和α粒子以相同的动能垂直进入同一磁场，

4、它们能分开吗？轨道是相同的，即分不开T=因r=T=3.带电粒子在匀强磁场中的运动周期由圆周运动的周期与周长和速率的关系可得可推出带电粒子在磁场中的周期3）速率不同、质量也不同的两带电粒子进入同一磁场做圆周运动，若它们的周期相同，则它们什么物理量相同？讨论：1）带电粒子在磁场中做圆周运动的周期大小与哪些因素有关？关系如何？2）同一带电粒子，在磁场中做圆周运动，当它的速率增大时，其周期是否改变？不变荷质比相同4、圆心的确定：从匀强磁场边缘垂直磁场射入的带电粒子，它在磁场中的运动轨迹有可能不是一个完整的圆，仅是一段圆弧．在实际问题中圆心位置的确定极为重要，

5、通常有两个方法：①已知入射方向和出射方向时，可分别作通过入射点和出射点垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心．如图所示，图中P为入射点，M为出射点．②已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，再连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心．如图所示，P为入射点，M为出射点．5、确定磁场中带电粒子的运动时间确定带电粒子运动圆弧所对圆心角的两个重要结论：①带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向之间的夹角叫做偏向角，偏向角等于圆弧轨道PM对应的圆心角θ②圆弧轨道PM所对圆心角θ等于

6、PM弦与切线的夹角（弦切角）α的2倍，即θ＝2α，如图所示．第二课时例1.同一种带电粒子以不同的速度垂直射人匀强磁场中，其运动轨迹如图所示，则可知:(1)带电粒子进人磁场的速度值有几个？（2）这些速度的大小关系为．（3）三束粒子从0点出发分别到达1、2、3点所用时间关系为．v3>v2>v1相等一：带电粒子在无界磁场中的运动变式：三种粒子，它们以下列情况垂直进入同一匀强磁场，求它们的轨道半径之比。①具有相同速度；②具有相同动量；③具有相同动能。思考：若他们从静止开始经相同的电势差加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两粒子的动能之比，轨道半径之比，

7、周期之比。2．质量为m、带电量为q的正离子沿＋x轴方向从坐标原点进入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场的方向垂直xOy平面，如图1所示，若离子速率为v，则离子做圆周运动的圆心坐标．一、带电粒子在无界磁场中的运动【例3】如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？MNBOv答案为射出点相距时间差为关键是找圆心、找半径和用对称。二、带电粒子在单边界磁场中的运动总结：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的解题思路点拨：“一画、

8、二找、三确定”——分步解决带电粒子在匀强磁场中的运动一画：粗略画出粒子在磁场中的运动轨迹二找：找圆心。通常有