磁场对运动电荷的作ppt课件

1、一、洛仑兹力一、洛仑兹力磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力1 1、大小：、大小：F F洛洛=Bqv=Bqvv v为电荷相对为电荷相对B B的速度的速度当当BvBv时，电荷不受洛仑兹力时，电荷不受洛仑兹力当当BvBv时，电荷所受洛仑兹力最大时，电荷所受洛仑兹力最大当当B B与与v v成成角时，角时，F F洛洛=Bqvsin=Bqvsin2 2、方向：用左手定那么判别、方向：用左手定那么判别F洛洛+v留意：四指的方向为正电荷的运动方向，或负电荷运动的反方向。留意：四指的方向为正电荷的运动方向，或负电荷运动的反方向。3 3、特点：洛仑兹力一直与电荷运动方向垂直，只改动速度的方、特点：洛仑兹

2、力一直与电荷运动方向垂直，只改动速度的方向，而不改动速度的大小，所以洛仑兹力不做功。向，而不改动速度的大小，所以洛仑兹力不做功。4 4、洛仑兹力与安培力的关系、洛仑兹力与安培力的关系洛仑兹力是安培力的微观表现，安培力是洛仑兹力的宏观表达洛仑兹力是安培力的微观表现，安培力是洛仑兹力的宏观表达2 2、运动方向与磁场方向垂直，做匀速圆周运动、运动方向与磁场方向垂直，做匀速圆周运动洛仑兹力提供向心力洛仑兹力提供向心力2224TrmrvmBqv轨道半径：轨道半径：qmUBBqmEBqpBqmvrk212BqmvrT 22 周期：周期：与与v v、r r无关无关二、带电粒子不计重力在匀强磁场中的运动二、带

3、电粒子不计重力在匀强磁场中的运动1 1、运动方向与磁场方向平行，做匀速直线运动、运动方向与磁场方向平行，做匀速直线运动圆心、半径、运动时间确实定圆心、半径、运动时间确实定圆心确实定圆心确实定a a、两个速度方向垂直线的交点。、两个速度方向垂直线的交点。常用在有界磁场的入射与出射常用在有界磁场的入射与出射方向知的情况下方向知的情况下VOb b、一个速度方向的垂直线和、一个速度方向的垂直线和一条弦的中垂线的交点一条弦的中垂线的交点O O半径确实定半径确实定运用几何知识来确定！运用几何知识来确定！运动时间：运动时间：TTt 23600 vvoc c、粒子在磁场中运动的角度关系、粒子在磁场中运动的角度

4、关系例、如下图带正电的粒子以速度例、如下图带正电的粒子以速度v v垂直磁场垂直磁场边境进入匀强磁场，试分析粒子的运动情边境进入匀强磁场，试分析粒子的运动情况。况。vv假设粒子进入磁场的速度方向与边境假设粒子进入磁场的速度方向与边境成成 角，那么运动情况又将如何？角，那么运动情况又将如何？( (单边境单边境) )例例1 1 如下图，在如下图，在y0y0的区域内存在匀强磁的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于场，磁场方向垂直于xyxy平面并指向纸面外，平面并指向纸面外，磁感应强度为磁感应强度为B B。一带。一带正电的粒子以速度正电的粒子以速度v0v0从从O O点射入磁场，入射方点射入磁场，入射方向在

5、向在xyxy平面内，与平面内，与x x轴正向的夹角为轴正向的夹角为。假设粒子射出磁场时的位置与假设粒子射出磁场时的位置与O O点的间隔点的间隔为为L L，求该粒子的电量和质量之比，求该粒子的电量和质量之比q/mq/m。 yxOB例例2 2一个负离子，质量为一个负离子，质量为m m，电量大小为，电量大小为q q，以速率，以速率v v垂直于屏垂直于屏S S经过小孔经过小孔O O射入存在着匀强磁场的真空射入存在着匀强磁场的真空室中，如下图。磁感应强度室中，如下图。磁感应强度B B的方向与离子的运动的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图中纸面向里方向垂直，并垂直于图中纸面向里. .1 1求离子进入磁场

6、后到达屏求离子进入磁场后到达屏S S上时的位置与上时的位置与O O点点的间隔的间隔. .2 2假设离子进入磁场假设离子进入磁场后经过时间后经过时间t t到达位置到达位置P P，证明证明: :直线直线OPOP与离子入射与离子入射方向之间的夹角方向之间的夹角跟跟t t的的关系是关系是=qBt/2m=qBt/2m。例例3 3、垂直纸面向外的匀强磁场仅限于宽度、垂直纸面向外的匀强磁场仅限于宽度为为d d的条形区域内，磁感应强度为的条形区域内，磁感应强度为B B一个一个质量为质量为m m、电量为、电量为q q的粒子以一定的速度垂的粒子以一定的速度垂直于磁场边境方向从直于磁场边境方向从a a点垂直飞入磁场

7、区，点垂直飞入磁场区，如下图，当它飞如下图，当它飞离磁场区时，运动离磁场区时，运动方向偏转方向偏转角试角试求粒子的运动速度求粒子的运动速度v v以及在磁场中运以及在磁场中运动的时间动的时间t t( (双边境双边境) )运用运用 钍核钍核 发生衰变生成镭核发生衰变生成镭核 并放出一个粒子。并放出一个粒子。设该粒子的质量为设该粒子的质量为m m、电荷量为、电荷量为q q，它进入电势差为，它进入电势差为U U的带窄的带窄缝的平行平板电极缝的平行平板电极S1S1和和S2S2间电场时，其速度为间电场时，其速度为v0v0，经电场，经电场加速后，沿加速后，沿0 x0 x方向进入磁感应强度为方向进入磁感应强度

8、为B B、方向垂直纸面向外、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，的有界匀强磁场，oxox垂直平板电极垂直平板电极S2S2，当粒子从，当粒子从p p点分开磁点分开磁场时，其速度方向与场时，其速度方向与oxox方向的夹角方向的夹角=60=60，如下图，整个，如下图，整个安装处于真空中。安装处于真空中。1 1写出钍核衰变方程；写出钍核衰变方程；2 2求粒子在磁场中沿求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径圆弧运动的轨道半径R R；3 3求粒子在磁场中运求粒子在磁场中运动所用时间动所用时间t t。Th23090Ra22688运用运用 电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏

9、转技术实现的。电子束经过电压为技术实现的。电子束经过电压为U U的加速电场后，进的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如下图。磁场方向垂直于圆入一圆形匀强磁场区，如下图。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为面。磁场区的中心为O O，半径为，半径为r r。当不加磁场时，。当不加磁场时，电子束将经过电子束将经过O O点而打到屏幕的中心点而打到屏幕的中心M M点。为了让电点。为了让电子束射到屏幕边缘子束射到屏幕边缘P P，需求加磁场，使电子束偏转一，需求加磁场，使电子束偏转一知角度知角度，此时磁场的磁感应强度，此时磁场的磁感应强度B B应为多少？应为多少？ 例例4 4：如下图，在一环行区域内存在着垂直纸

10、面向里的：如下图，在一环行区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，在圆心匀强磁场，在圆心O O点处有一静止的镭核点处有一静止的镭核(22688Ra)(22688Ra)，镭，镭核核 (22688Ra) (22688Ra)放出一个粒子后变成氡核放出一个粒子后变成氡核(22286Rn)(22286Rn)，知，知镭核在衰变过程中有镭核在衰变过程中有5.655.6510-12J10-12J能量转化为它们的动能量转化为它们的动能。粒子进入磁场后遭到洛仑兹力的大小为能。粒子进入磁场后遭到洛仑兹力的大小为2.222.2210-10-11N11N。(1)(1)试写出镭核衰变成氡核的核反响方程试写出镭核衰变成氡核的核反响方程(2)(