专题7带电粒子在磁场与复合场中的运动ppt课件.ppt

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1、专题7带电粒子在磁场与复合场中的运动2．两个定则(1)安培定则：判断电流周围的磁场方向．(2)左手定则：判断电流或运动电荷在磁场中的受力方向．友情提示(1)B由磁场自身性质决定，与磁场中是否存在电流元及IL的乘积大小无关，与Φ、S也无关，磁感线的疏密由磁场强弱决定．(2)两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势．[例1](2011·全国)如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某

2、一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是(　　)A．a点　　　B．b点　　　C．c点　　　D．d点[解析]磁感应强度为矢量，两导线在d处产生的磁感应强度成一定角度，则d处磁感应强度一定不为零；根据右手安培定则可知，两导线在b处产生的磁感应强度方向相同，则b处磁感应强度的矢量和一定不为零；两导线在a处产生的磁感应强度方向相反，由于I1>I2，可知I1在a处产生的磁感应强度大于I2在a处产生的磁感应强度，故a处磁感应强度的矢量和

3、一定不为零；同理，两导线在c处产生的磁感应强度方向相反，由于I1>I2且I1距离c处较远，可知I1在c处产生的磁感应强度的大小可能等于I2在c处产生的磁感应强度的大小，故c处磁感应强度的矢量和可能为零，选项C正确．[答案]C例2(2011·课标全国)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是(　　)[答案]B[解析]地理上的南极是地磁场的北极，由右手螺旋定则可知，选项B正确.二、安培力和洛伦兹力警示判断洛伦兹力方向时要

4、先区分正负电荷及其运动方向，再用左手定则，四指所指的方向应为正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向．三、带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v∥B，带电粒子以速度v做匀速直线运动．2．若v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v做匀速圆周运动．1、找圆心：方法2、定半径：3、确定运动时间：注意：θ用弧度表示几何法求半径向心力公式求半径利用v⊥R利用弦的中垂线t=（θo/360o）T一、确定带电粒子在有界磁场中运动轨迹的方法O例3：质量为m带电量为e的电子垂直磁场方向从M点进入，从N点射出，如图所示，磁感应

5、强度为B，磁场宽度d，求粒子的初速度多大？MNVV300dB友情提示(1)粒子从某一直线边界射入磁场后又从该边界射出时，速度与边界的夹角相等；(2)在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出——对称性；(3)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切．四、粒带电子在复合场中的运动1．三种场力的比较2.几个典型实例速度选择器、质谱仪、磁流体发电机、电磁流量计、回旋加速器等．要掌握其电、磁工作原理，熟练推导重要结论．带电粒子在复合场中的运动的实际应用1．速度选择器正交的匀强磁场和匀强电场组

6、成速度选择器。＋＋＋＋＋＋－－－－－－qEqvBv若v>E/B，则向上偏转，偏转过程速率减小；若v

7、动时，轨道是不等距分布的，越靠近D形金属盒的边缘，相邻两轨道的间距越小。例题4、如图为处于真空室内的回旋加速器示意图，质量为m，带电量为q的带电粒子，刚进入两D形盒间隙时速度可忽略不计，D形盒间隙中加有电压为U的同步交变电压，能使带电粒子每经过D形盒的间隙就被加速一次，两D形盒中的匀强磁场使粒子在盒内作匀速圆周运动，最后达到较大的动能后从外侧出口处被引出进行科学如图实验。若D形盒的半径为R，垂直D形盒的匀强磁场磁感应强度为B，粒子所受重力忽略不计，粒子经过D形盒间隙的时间不计，求：（1）带电粒子被引出时的动能

8、为多大？（2）带电粒子在加速器中被加速的次数及时间。（1）带电粒子在回旋加速器内运动，决定其最终能量的因素Ek=粒子获得的能量与回旋加速器的直径有关，直径越大，粒子获得的能量就越大。（2）带电粒子在回旋加速器内磁场中运动的时间时间t=nT=.=3、质谱仪质谱仪的主要作用：测定带电粒子的质量和分析同位素这就是丹普斯特(Dempster)设计的质谱仪的原理。测定带电粒子质量的仪器mv2/2=qU(1)