物理3.6带电粒子在匀强磁场中的运动课件1新人教选修31

1、第三章磁场,第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动1,复习：,1、洛伦兹力产生的条件？,2、洛伦兹力的大小和方向如何确定？,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：,一、带电粒子在匀强磁场中的运动,问题1：带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态？ （重力不计）,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）当vB 时 ，洛伦兹力的方向与速度方向的关系?,（2）带电粒子仅在洛伦兹力的作用下，粒子的速率变化么？能量呢？,（3）洛伦兹力如何变化？,（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如何？,实

2、验：,（1）洛伦兹力演示仪,励磁线圈：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,构造:,工作原理: 由电子枪发出的电子射线可以使管内的低压水银蒸汽发出辉光,显示出电子的径迹.,（2）实验演示,a、不加磁场时观察电子束的径迹.,b、给励磁线圈通电，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.,（3）实验结论,沿着与磁场垂直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.,磁感应强度不变，粒子射入的速度增加，

3、轨道半径也增大。,粒子射入速度不变，磁感应强度增大，轨道半径减小。,理论分析,因为：洛仑兹力总与速度方向垂直. 所以：洛仑兹力不改变速度大小， 洛仑兹力的大小也就不变. 结论：带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。 由洛仑兹力提供向心力。,自主学习：,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和磁感应强度B的关系表达式.,1）圆周运动的半径,2）圆周运动的周期,带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,质谱仪,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沿着与磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打

4、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.,D,A,U,S1,S2,S3,B,76 73 72,例、如图,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,B,如图所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从孔a垂直于磁场沿ab方向射入容器中，其中一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，容器处在真空中，下列说法正确的是（ ）,A.从两孔射出的电子速率之比是Vc:Vd=2:1 B.从两孔射出的电子在容器中 运动所用的时间之比是tc:td=1:2 C.从两孔射出的电子在容器中 运动的加速度之比是ac:ad=2:1 D.从两孔射出的电子在容器中 运动的加速度之比是ac:ad=2:1,ABD,例、图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B.一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板上的初速度v射入磁场区域,最后