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1、36带电粒子在匀强磁场中的运动用解析1、匀速直线运动。F=qvBF=02、?猜想：匀速圆周运动。问题1:带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态?问题2:带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态?-Bv+v×××××××××××××××××××××××××B一、带电粒子在匀强磁场中的运动实验演示2、沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子,在匀强磁场中做圆周运动实验结论:一、带电粒子在匀强磁场中的运动3、磁场强度不变,粒子射入的速度增加,轨道半径也增大4、粒子射入速度不变,磁场强度增大,轨道半径减小1、不加磁场时，带电粒子做匀速直线运动V-F洛V-F洛V-F洛V-
2、F洛洛仑兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛仑兹力的作用下，电荷将作匀速圆周运动。理论探究洛伦兹力总与速度方向垂直，不改变带电粒子的速度大小，所以洛伦兹力不对带电粒子做功。由于粒子速度的大小不变，所以洛伦兹力大小也不改变，加之洛伦兹力总与速度方向垂直，正好起到了向心力的作用。轨迹平面与磁场垂直因为带电粒子的初速度和所受洛伦兹力的方向都在跟磁场方向垂直的平面内,没有任何作用使粒子离开这个平面速度大小不变因为洛伦兹力总是跟粒子的运动方向垂直,所以粒子的速度大小不变速度方向时刻改变因为洛伦兹力总是跟粒子的运动方向垂直,所以速度方向改变受力大小不变因为速度大小不变,所以洛伦兹力大小也不变受
3、力方向时刻改变因为速度方向改变,所以洛伦兹力方向也改变运动轨迹圆因为带电粒子受到一个大小不变，方向总与粒子运动方向垂直的力，因此带电粒子做匀速圆周运动，其向心力就是洛伦兹力一、带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态1）圆周运动的半径2）圆周运动的周期问题3：推导粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径r和运动周期T,与粒子的速度v和磁场的强度B的关系表达式一、带电粒子在匀强磁场中的运动在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子,轨道半径跟运动速率成正比;周期跟轨道半径和运动速率均无关OrovFm,qB如图中,水平导线中有电流I通过,导线正下方的电子初速度的方向与电流I
4、的方向相同,则电子将（）课堂练习vabIA.沿路径a运动,轨迹是圆B.沿路径a运动,轨迹半径越来越大C.沿路径a运动,轨迹半径越来越小D.沿路径b运动,轨迹半径越来越小B图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B.一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板上的初速度v射入磁场区域,最后到达平板上的P点,已知B、v以及P到O的距离L,不计重力,求此粒子的电荷量q与质量m之比.课堂练习OPBMNL二、质谱仪一个质量为m、电荷量为q的粒子,从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为零,然后经过S3沿着与磁场方向进入
5、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DAUS1S2S3B2．回旋加速器1．直线加速器三、回旋加速器两个中空的半圆金属盒，之间有一定的电势差，匀强磁场垂直于D形盒面。1、作用：产生高速运动的粒子2、原理用磁场控制轨道、用电场进行加速+-+-~三、回旋加速器回旋加速器中磁场的磁感应强度为B，D形盒的直径为d，用该回旋加速器加速质量为m、电量为q的粒子，设粒子加速前的初速度为零。求：（1）粒子的回转周期是多大？（2）高频电极的周期为多大？（3）粒子的最大动能是多大？（4）粒子在同一个D形盒中相邻两条轨道半径之比3
6、、注意2)交变电场的往复变化周期和粒子的运动周期T相同,这样就可以保证粒子在每次经过交变电场时都被加速三、回旋加速器1)带电粒子在匀强磁场中的运动周期跟运动速率和轨道半径无关3)带电粒子每经电场加速一次,回旋半径就增大一次,每次增加的动能为所以各次半径之比为4)带电粒子在回旋加速器中飞出的速度为美国费米实验室的回旋加速器直径长达2km,请你探究分析回旋加速器直径为什么要这样大？习题课带电粒子在有界磁场中的运动找圆心、求半径、算时间、议速度【例题1】如图所示,隔板ab上方有足够宽和高的匀强磁场，磁感应强度为B。一个质量为m,电荷量为q的正电粒子,从隔板ab上一个小孔P处与隔板成45°
7、角，垂直于磁感线射入匀强磁场区,粒子初速度大小为v,则(1)粒子经过多长时间再次到达隔板？(2)到达点与P点相距多远？(不计粒子的重力)若为负电荷则结果又如何？abPvovP450vQ450RsvP450ovQ450Rs1、弦与圆两个交点处的速度与弦的夹角相等2、弦的中垂线一定过圆心及两个速度延长线的交点---三点共线【例题2】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300.求:(1
