【已修改】 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动教学课件 新人教版选修3-1.pptVIP

１.关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是： 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α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θ角．试求粒子的 运动速度v以及在磁场中 运动的时间t． d B e θ 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300。求 : (1) 电子的质量m=? (2) 电子在磁场中的运动时间t=? 练习1．如图，一束具有各种速率的带正一个元电荷的两种铜离子质量分别为m1和m2 ,水平地经小孔S进入有互相垂直的匀强电场和匀强磁场的区域，其中磁场、电场方向如图，只有那些路径不发生偏转的离子才能通过另一小孔进入匀强磁场中，此后两种离子将沿不同路径做圆周运动,到达底片P时两离子间距为d，求此d值。 已知：E=1.00 ?105V/m B=0.40T B′=0.50T m1=63 ?1.66 ?10-27kg m2=65 ?1.66 ?10-27kg , 一、带电粒子在无界匀强磁场中的运动 F洛=0 匀速直线运动 F洛=Bqv 匀速圆周运动 F洛=Bqv⊥ 等距螺旋（0＜θ＜90°） V//B V⊥B v与B成θ角 在只有洛仑兹力的作用下 第二课时 二、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：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 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： ①圆周上任意两点连线的中垂线过圆心②圆周上两条切线夹角的平分线过圆心③过切点作切线的垂线过圆心 * * 6 带电粒子在匀强磁场中的运动 一.带电粒子在匀强磁场中的运动 2、当带电粒子q以速度v垂直进入匀强磁场中，它将做什么运动? 带电粒子将在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动 。 1、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： 励磁线圈 电 子 枪 磁场强弱选择挡 加速电压选择挡 【实验验证】 不加磁场时观察电子束的径迹。 给励磁线圈通电，在玻璃泡中产生沿两线圈中心连线向，由纸内指向读者的磁场，观察电子束的径迹。 ν F 理论分析 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。 复位 ． 【演示实验】 1、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。 2、保持出射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化。 通过威尔逊云室显示的正负电子在匀强磁场中的运动径迹 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 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径，与粒子的速度、磁场的磁感应强度有什么关系？ 思考与讨论 什么力提供带电粒子做匀速圆周运动的向心力？ 向心力的计算公式是什么？ 1、速度特征： 2、半径特征： 速度大小不变，而方向随时间变化。 3、周期特征： 周期T与运动速度及运动半径无关。 粒子运动方向与磁场有一夹角（大于0度小于90度） 轨迹为螺旋线 1.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的方向相同，则电子将（ ） · · · · · · · · · · · · · · · v a b I A.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 例与练 B 2、有三种粒子，分别是质子（　　）、氚核、（　　）和α粒子（　　）束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场（磁场方向垂直纸面向里），在下图中，哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹？（　　） 例与练 C 例题 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。