精品物理：3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》PPT课件(新人教版 选修3-1)

带电粒子在匀强磁场中的运动(1),第课时,复习回顾：,1磁场对带电粒子有作用力，这个力叫洛伦兹力，洛伦兹力的大小计算公式？,BV时，F=qVBBV时，F0B与V夹角为时，F=qVBsin,2、带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功?洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响?,洛伦兹力对运动电荷永远不做功.洛伦兹力只改变电荷速度的方向,不改变速度的大小.,我们以前学过的哪种力也具有这样的特点？据此你能推测出带电粒子在匀强磁场中会做那些运动？,向心力,新课引入：,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进而判断它的运动形式：,1、匀速直线运动。,?,思考：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?,洛伦兹力演示仪,演示现象:,1、不加磁场时，电子束做什么运动？2、给励磁线圈通电，在玻璃泡中产生沿两线圈中心连线方向、由读者指向纸内的磁场，观察电子束的径迹。,结论:,不加磁场是电子束的径迹是一条直线，说明做匀速直线运动，沿着与磁场垂直的方向射入的电子束，在磁场中做匀速圆周运动。其向心力由洛伦兹力提供。,思考与讨论：,粒子在磁场中受到的洛伦兹力就是它做匀速圆周运动的向心力，那么它的圆半径与粒子的速度磁场的磁感应强度有什么关系？（演示）,1、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。2、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。,结论：B越大，R越小,V越大，R越大。,1、粒子在磁场中做圆周运动的半径：,2、粒子在磁场中做圆周运动的周期：,思考：周期与速度、半径什么关系？,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。,质谱仪,通过测出粒子圆周运动的半径，计算粒子的比荷或质量及分析同位素的仪器.质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的，他用质谱仪发现了氖20和氖22，证明了同位素的存在。,直线加速器,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形盒的半径为r，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是由哪个物理量决定的？,半径r和磁感应强度B,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),当堂小结,一、粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期：,二、回旋加速器,在磁场中做圆周运动,周期不变每一个周期加