湖北省丹江口市高中物理第三章磁场6带电粒子在匀强磁场中的运动（2）课件新人教版选修3-1.ppt_第1页
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带电粒子在匀强磁场中的运动 2 1 圆周运动的半径 2 圆周运动的周期 思考 周期与速度 半径什么关系 复习回顾 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 用弧度表示 例 如图所示 在第一象限有磁感应强度为B的匀强磁场 一个质量为m 带电量为 q的粒子以速度v从O点射入磁场 角已知 求粒子在磁场中飞行的时间和飞离磁场的位置 粒子重力不计 直线加速器 粒子在每个加速电场中的运动时间相等 因为交变电压的变化周期相同 回旋加速器 2 回旋加速器 回旋加速器 两D形盒中有匀强磁场无电场 盒间缝隙有交变电场 电场使粒子加速 磁场使粒子回旋 粒子回旋的周期不随半径改变 让电场方向变化的周期与粒子回旋的周期一致 从而保证粒子始终被加速 练习 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 粒子的最大速度最大动能各是多大 4 粒子在同一个D形盒中相邻两条轨道半径之比 在磁场中做圆周运动 周期不变每一个周期加速两次电场的周期与粒子在磁场中做圆周运动周期相同电场一个周期中方向变化两次粒子加速的最大速度由盒的半径决定电场加速过程中 时间极短 可忽略 结论 关于回旋加速器的工作原理 下列说法正确的是 A 霍尔效应 I neSv nedhv eU h evB U IB ned kIB d k是霍尔系数 练习 2000理科综合 如图所示 厚度为h 宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中 当电流通过导体板时 在导体板的上侧面A和下侧面A 之间会产生电势差 这种现象称为霍尔效应 实验表明 当磁场不太强时 电势差U 电流I和B的关系为U kIB d式中的比例系数K称为霍尔系数 霍尔效应可解释如下 外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧 在导体板的另一侧会出现多余的正电荷 从而形成横向电场 横向电场对电子施加与洛仑兹力方向相反的静电力 当静电力与洛仑兹力达到平衡时 导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差 设电流I是电子的定向流动形成的 电子的平均定向速度为v 电量为e 回答下列问题 1 达到稳定状态时 导体板上侧面A的电势下侧面A 的电势 填 高于 低于或等于 2 电子所受的洛仑兹力的大小为 3 当导体板上下两侧之间的电势差为U时 电子所受静电力的大小为 4 由静电力和洛仑兹力平衡的条件 证明霍尔系数为k 1 ne其中n代表导体板单位体积中电子的个数 导学P98页第21题 1 如图 虚线上方存在无穷大的磁场 一带正电的粒子质量m 电量q 若它以速度v沿与虚线成300 600 9
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