磁场之 洛伦兹力之 带电粒子在磁场中的运动.pptx

带电粒子在磁场中的运动电荷的匀强磁场中的三种运动形式如运动电荷在匀强磁场中除洛仑兹力外其他力均忽略不计（或均被平衡）(1)当υ∥B时，所受洛仑兹力为零，做匀速直线运动；(2)当υ⊥B时，所受洛仑兹力提供向心力，做匀速圆周运动；(3)当υ与B夹一般角度时，由于可以将υ正交分解为υ∥和υ⊥（分别平行于和垂直于）B，因此电荷一方向以υ∥的速度在平行于B的方向上做匀速直线运动，另一方向以υ⊥的速度在垂直于B的平面内做匀速圆周运动。 等距螺旋 中学阶段只研究两种情况推导:粒子做匀速圆周运动所需的向心力 是由粒子所受的洛伦兹力提供的,所以说明:1、轨道半径和粒子的运动速率成正比。2、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期和运动速率无关。画轨迹示意图提示：　(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如下图所示)(2)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如右图所示)定圆心1.垂直于入射方向和出射方向的直线2.连接入射点和出射点，作它的中垂线O’vθθＢＡαθ‘v半径的确定和计算利用平面几何的关系，求出该圆的可能半径（或圆心角），并注意以下两个重要的几何特点：　１．粒子速度的偏向角φ等与圆心角α，2.等于AB弦与切线的夹角θ（弦切角）的２倍．即φ=α=2θ=ωtΦ(偏向角）由左手法则确定偏转方向画轨迹示意图，注意对称性定圆心（1）作速度的垂线（2）作弦的垂直平分线定半径,几何关系，弦切角等于圆心角的一半偏转角等于圆心角列式代入数据求解1.一个不计重力的带正电荷的粒子，沿右图中箭头所示方向进入磁场，磁场方向垂直于纸面向外，则粒子的运动轨迹(　)A．可能为圆弧aB．可能为直线bC．可能为圆弧cD．a、b、c都有可能解析：　粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由左手定则判断出粒了轨迹可能为c.答案：　C3.如右图所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁感中，粒子打至P点，设OP＝x，能够正确反应x与U之间的函数关系的是 (　)4.如右图所示，a和b带电荷量相同，以相同动能从A点射入磁场，在匀强磁场中做圆周运动的半径ra＝2rb，则可知(重力不计)(　)A．两粒子都带正电，质量比ma/mb＝4B．两粒子都带负电，质量比ma/mb＝4C．两粒子都带正电，质量比ma/mb＝1/4D．两粒子都带负电，质量比ma/mb＝1/4答案：　B5. (2010·重庆理综)如右图所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示.粒子编号质量电荷量(q0)速度大小1m2qv22m2q2v33m－3q3v42m2q3v52m－qv由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为(　)A．3、5、4 B．4、2、5C．5、3、2 D．2、4、5答案：　D质子(11H)和α粒子(24He)从静止开始经相同的电势差加速后垂直进入同一匀强磁场做匀速圆周运动，则这两个粒子的动能之比Ek1∶Ek2＝________，轨道半径之比r1∶r2＝________，周期之比T1∶T2＝________.已知氢核与氦核的质量之比m1∶m2＝1∶4，电荷量之比q1∶q2＝1∶2，当氢核与氦核以v1∶v2＝4∶1的速度垂直于磁场方向射入磁场后，分别做匀速圆周运动，则氢核与氦核运动半径之比r1∶r2＝________，周期之比T1∶T2＝________.若它们以相同的动能射入磁场，其圆周运动半径之比r1′∶r2′＝________，周期之比T1′∶T2′＝________.答案：　2∶1　1∶2　1∶1　1∶2【反思总结】　认识基本粒子的质量和所带电荷量，掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式是解决此类题的关键．例题2：如图所示，一束带正电的相同的粒子垂直磁场边界自O点射入匀强磁场中后分成了3束，其运动轨迹如图，粒子运动方向与磁场方向垂直，不计粒子的重力作用，已知OA=OC/2=OD/3，则这三束粒子的速率之比︰︰=＿＿＿＿＿氘核( )、氚核( )、氦核()都垂直磁场方向入射同一匀强磁场，求以下几种情况下，它们轨道半径之比及周期之比各是多少？（1）以相同速率射入磁场；（2）以相同动能射入磁场．例题一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图4所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变）．从图中可以确定 [ 　] A. 粒子从a到b，带正电 B．粒子从b到a，带正电C．粒子从a到b，带负电 D．粒子从b到a，带负电 例题如图所示，为一有圆形边界的匀