第六节带电粒子在匀强磁场中运动.pptVIP

第1页，共25页，星期日，2025年，2月5日[问题]：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：1、匀速直线运动。f=qvBf=02、?一、带电粒子在匀强磁场中的运动（重力不计）理论探究猜想：匀速圆周运动。匀速圆周运动的特点：速度的大小，不变速度的方向；始终和速度方向垂直向心力的大小，不变向心力的方向。向心力只改变，向心力不改变。速度的大小速度的方向不断变化第2页，共25页，星期日，2025年，2月5日fv+fv+fv+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。理论探究第3页，共25页，星期日，2025年，2月5日V-F洛????????????????V-F洛V-F洛V-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。第4页，共25页，星期日，2025年，2月5日+第5页，共25页，星期日，2025年，2月5日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？①加速电场：能在两线圈之间产生平行于两线圈中心连线的匀强磁场改变电子束出射的速度②励磁线圈：第6页，共25页，星期日，2025年，2月5日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：1、匀速直线运动。ff=0一、带电粒子在匀强磁场中的运动（重力不计）理论探究2、实验验证二、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径、速率和周期匀速圆周运动第7页，共25页，星期日，2025年，2月5日1、圆周运动的半径2、圆周运动的周期思考：周期与速度、半径有什么关系？T=2π(mv/qB)/v3、磁感应强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径将。r=mv/qB∝v增大4、粒子射入速度不变，磁感应强度增大，轨道半径将。r=mv/qB∝1/B减少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。二、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径、速率和周期：第8页，共25页，星期日，2025年，2月5日-e2v................BT=2πm/eB例1、匀强磁场中，有两个电子分别以速率v和2v沿垂直于磁场方向运动，哪个电子先回到原来的出发点？两个电子同时回到原来的出发点运动周期和电子的速率无关轨道半径与粒子射入的速度成正比v-e两个电子轨道半径如何？第9页，共25页，星期日，2025年，2月5日例2．一个带负电粒子（质量为m，带电量为q），以速率v在磁感应强度为B的匀强磁场中做逆时针圆周运动（沿着纸面），则该匀强磁场的方向为垂直于纸面向里还是向外？粒子运转所形成的环形电流的大小为多大？-m，qvf=qvB................B匀强磁场的方向为垂直于纸面向外I=q/tI=q/TT=2π（mv/qB）/vI=q/T=q2B/2πm第10页，共25页，星期日，2025年，2月5日30°1.圆心在哪里?2.轨迹半径是多少?思考OBdv例3：r=d/sin30o=2dr=mv/qBt=（30o/360o）T=T/12T=2πm/qBT=2πr/v小结：rt/T=30o/360oA=30°vqvB=mv2/rt=T/12=πm/6qB3、偏转角=圆心角1、两洛伦兹力的交点即圆心2、偏转角：初末速度的夹角。4.穿透磁场的时间如何求？3、圆心角θ=?θt=T/12=πd/3vm=qBr/v=2qdB/vff第11页，共25页，星期日，2025年，2月5日vOPBθSO′C画轨迹——连接OP，作垂直平分线交OS于O′半圆R=mv/qB∴OS=2R=2mv/qB∠OO′P=2θT=2πm/qBt