带电粒子在磁场中的运动示文稿1.pptVIP

教学目标： （1）理解洛伦兹力对粒子不做功。 （2）理解带电粒子的初速度与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。 （3）会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，知道它们与哪些因素有关。 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? 二.带电粒子在磁场中做匀速 圆周运动的半径和周期 2、圆周运动的周期 练一练 【1】电子、质子、氘核、氚核以同样的速度垂直射入同一匀强磁场做匀速圆周运动，其中轨道半径最大的是（ ） A．电子 B．质子 C．氘核 D．氚核 * §3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动 复习： 1、洛伦兹力的大小和方向如何确定？ 2、洛伦兹力有什么特点？ 射入匀强磁场中的带电粒子将做怎样的运动呢？ 思考： 一、带电粒子在匀强磁场中的运动 带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态，？ （重力不计） 问题1： 匀速直线运动 1、理论推导 - v B f=0 f=qvB 2、 猜想： 匀速圆周运动。 + v × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × B 问题2： 带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态？ （重力不计） f v + f v + f v + 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。 理论探究 问题3：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 实验验证 亥姆霍兹线圈 电 子 枪 磁场强弱选择挡 加速电压选择挡 2、实验验证 （1）洛伦兹力演示仪 ①电子枪：射出电子 ②加速电场：作用是改变电子束出射的速度 ③励磁线圈（亥姆霍兹线圈）：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场 （2）实验演示 a、不加磁场时观察电子束的径迹 b、给励磁线圈通电，观察电子束的径迹 c、保持初射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化 d、保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，观察电子束径迹的变化 环形线圈 电子射线管 洛伦兹力演示仪 V V f f 线圈未通电时，B=0 线圈通电时，B≠0 方向垂直线圈平面向里 实验演示 （3）实验结论 ①沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。 ②磁场强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径也增大。 ③粒子射入速度不变，磁场强度增大，轨道半径减小。 1、圆周运动的半径 a、磁场强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径将 。 r=mv/qB∝ v b、粒子射入速度不变，磁场强度增大，轨道半径将 。 r=mv/qB∝ 1/B 增大 减少 影响R大小的因素 思考：周期与速度、半径什么关系？ 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期和运动速率无关。 分析：根据 ，由于四个粒子的电量 是相等的，而氚核的质量最大，所以半径最大。 D 【2】同一种带电粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场中，其运动轨迹如图所示，则可知 　　 （1）带电粒子进入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O点出发分别到达1、2、3点所用 时间关系为????? ． V 1 2 3 3个 V3V2V1 t1=t2=t3 通过格雷塞尔气泡室显示的带电粒子在匀强磁场中的运动径迹 带电粒子在汽泡室运动径迹的照片。有的粒子运动过程中能量降低，速度减小，径迹就呈螺旋形。 *