第六节带电粒子在匀强磁场中的运动.doc

第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动活动一：带电粒子在匀强磁场中的运动1、洛伦兹力的特点：洛伦兹力方向总是与速度方向 ，洛仑兹力不改变带电粒子速度的 ，或者说洛伦兹力不对带电粒子 。2、带电粒子在匀强磁场中的运动特点：沿着与磁场方向垂直的方向射入的带电粒子，在匀强磁场中做 。3、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为 ，周期公式： 。由周期公式可知，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期跟 和 无关。例1：在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一个磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则（ ）A、粒子的速率加倍，周期减半B、粒子速率不变，轨道半径减半C、粒子速率减半，轨道半径变为原来的1/4D、粒子速率不变，周期减半例2：两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场的方向射入一匀强磁场中.设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则( ) A、 r1= r2，T1 T2 B、r1 r2，T1 T2C、r1= r2，T1=T2 D、r1 r2，T1 =T2活动二：质谱仪和回旋加速器1、质谱仪：（1）原理图：如右图所示。（2）加速：带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得： = （3）偏转：带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则： = （4）由两式可以求出粒子的 、 、 等。其中由可知电荷量相同时，半径将随 变化。（5）质谱仪的应用：可以测定带电粒子的质量和分析 。2、回旋加速器：（1）构造图：如右图所示。（2）回旋加速器的核心部件是两个 。（3）粒子每经过一次加速，其轨道半径就大一些，粒子绕圆周运动的周期 。（4）由和得Ek= ，即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q、m、B、R有关，与加速电压无关。例3：1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（ ）A、离子由加速器的中心附近进入加速器B、离子由加速器的边缘进入加速器C、离子从磁场中获得能量D、离子从电场中获得能量反馈练习：1、关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（ ）A、带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动B、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变C、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛仑兹力的方向总和运动方向垂直D、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定保持不变来源:Zxxk.Com2、质子（）和粒子（）在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动。由此可知质子的动能E1和粒子的动能E2之比E1E2等于( )A、41 B、11 C、12 D、213、两个粒子，带电荷量相同，在同一匀强磁场中受磁场力作用而做匀速圆周运动（ ）A、若速率相等，则半径必相等B、若动能相等，则周期必相等C、若质量相等，则周期必相等D、若质量与速度的乘积大小相等，则半径比相等4、在右图中，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的方向相同，则电子将( ) 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5、ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面（即纸面），并且指向纸外，有一束粒子对准a端射入弯管，如图所示，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子，则（ ）A、只有速度大小一定的粒子可沿中心线通过弯管B、只有质量大小一定的粒子可沿中心线通过弯管C、只有动量大小一定的粒子可沿中心线通过弯管D、只有动能大小一定的粒子可沿中心线通过弯管6、带电粒子以相同的速度分别垂直进入匀强电场和匀强磁场时，它将A、在匀强电场中做匀速圆周运动 B、在匀强磁场中做变加速曲线运动C、在匀强电场中做抛物线运动 D、在匀强磁场中做抛物线运动7、如图所示，一带电粒子（重力不计）在匀强磁 场中沿图中轨道运动，中央是一簿绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知（ ）A、粒子的动动方向是abcdeB、粒子带正电C、粒子的运动方向是edcbaD、粒子在下半周期比上半周期所用时间长8、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。要增大带电粒子射出时的动能，下列正确的是（ ）A、增大匀强电场间的电压B、增大磁场的磁感