人教高中物理带电粒子在匀强磁场中的运动学习教案

1、会计学1人教高中物理带电粒子在匀强磁场中的运人教高中物理带电粒子在匀强磁场中的运动动(yndng)第一页，共15页。复习(fx)：1、洛伦兹力产生(chnshng)的条件？2、洛伦兹力的大小(dxio)和方向如何确定？3、洛伦兹力有什么特点？射入匀强磁场中的带电粒子将做怎样的运动呢？思考：第1页/共14页第二页，共15页。一、带电粒子在匀强磁场中的运动(yndng)带电粒子平行(pngxng)射入匀强磁场的运动状态？ （重力不计）问题(wnt)1：问题2：带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态？ （重力不计）匀速直线运动1、理论推导第2页/共14页第三页，共15页。v vB B（1） 时 ，洛伦兹

2、力的方向与速度方向（2）带电粒子仅在洛伦兹力的作用下，粒子的速率(sl)变化么？能量呢？（3）洛伦兹力如何(rh)变化？（4）从上面的分析，你认为垂直于匀强磁场方向射入的带电粒子，在匀强磁场中的运动状态(zhungti)如何？垂直第3页/共14页第四页，共15页。理论(lln)推导沿着与磁场垂直(chuzh)的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动问题(wnt)3：推导粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径r和运动周期T，与粒子的速度v和磁场的强度B的关系表达式第4页/共14页第五页，共15页。1）、圆周运动的半径(bnjng)mvRqB2）、圆周运动的周期(zhuq)2 mTqB

3、2vqvBmR2 RTv第5页/共14页第六页，共15页。2、实验(shyn)验证（1）洛伦兹力演示(ynsh)仪励磁(l c)线圈（亥姆霍兹线圈）：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场加速电场：作用是改变电子束出射的速度电子枪：射出电子第6页/共14页第七页，共15页。（2）实验(shyn)演示a、不加磁场(cchng)时观察电子束的径迹b、给励磁线圈通电(tng din)，观察电子束的径迹c、保持初射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化d、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第7页/共14页第八页，共15页。（3）实验(shyn)

4、结论沿着与磁场(cchng)垂直的方向射入磁场(cchng)的带电粒子，在匀强磁场(cchng)中做匀速圆周运动。磁场强度不变，粒子射入(sh r)的速度增加，轨道半径也增大。粒子射入速度不变，磁场强度增大，轨道半径减小。第8页/共14页第九页，共15页。dBev例1、如图所示，一束电子（电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场(cchng)，穿透磁场(cchng)时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300。求 : (1) 电子的质量m=? (2) 电子在磁场(cchng)中的运动时间t=?提示:关键(gunjin)是画出匀速圆周运动的轨迹,利用几何知识找出圆心及相应的半径

5、,从而找到圆弧所对应的圆心角2dBe/v d/3v第9页/共14页第十页，共15页。例2.一个质量为m、电荷量为q的粒子,从容器下方(xi fn)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qmUBr21mqUv2第10页/共14页第十一页，共15页。（一）、质谱仪质谱仪.swf测量(cling)带电粒子的质量分析(fnx)同位素二、实际(shj)应用（二）、回旋加速器1、作用：产生高速运动的粒子2、原理回旋加速器的原理.asx1）、两D

6、形盒中有匀强磁场无电场，盒间缝隙有交变电场。2）、交变电场的周期等于粒子做匀速圆周运动的周期。3）、粒子最后出加速器的速度大小由盒的半径决定。第11页/共14页第十二页，共15页。3、注意(zh y)1、带电粒子在匀强磁场中的运动周期 跟运动速率和轨道半径无关，对于一定的带电粒子和一定的磁感应强度来说，这个周期是恒定的。2 mTqB2、交变电场的往复变化周期和粒子的运动周期T相同，这样就可以保证(bozhng)粒子在每次经过交变电场时都被加速。3、由于(yuy)狭义相对论的限制，回旋加速器只能把粒子加速到一定的能量。第12页/共14页第十三页，共15页。例3.关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是( )A、电场和磁场都对带电粒子起加速作用B、电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C、只有(zhyu)电场能对带电粒子起加速作用D、磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动C D第13页/共14页第十四页，共15页。NoImage内容(nirng)总结会计学。射入匀强磁场中的带电粒子将做怎样的运动呢。（2）带电粒子仅在洛伦兹力的作用(zuyng)下，粒子的速率变化么。励磁线圈（亥姆霍兹线圈）：作用(zuyng)是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场。沿着与磁场垂直的方