(3-1)306.洛伦兹力与现代技术.ppt

1-75 第六节 洛伦兹力与现代技术 * 1.洛伦兹力的大小： 2.洛伦兹力的方向： 左手定则：四指指向与形成的电流方向一致，即与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反。 f洛对电荷不做功。（f洛⊥v） f洛只改变v的方向，不改变v的大小。 电荷在磁场中的两种运动形式：（不计其它作用力） (2)当υ⊥B时，所受洛仑兹力垂直速度，洛仑兹力提供向心力， 做匀速圆周运动。 (1)当υ∥B时，所受洛仑兹力为零， 做匀速直线运动； 实验 洛伦兹力演示仪 两个平行的通电环形线圈可产生沿轴线方向的匀强磁场 质量为m，电量为q的带电粒子，以大小为v的速度垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则其做匀速圆周运动的半径r和周期T分别为多少？(不计其它作用力) 因为：f洛= F向 例、两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场的方向射入一匀强磁场中.设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则( ) A、r1=r2，T1≠T2 B、r1≠r2，T1≠T2 C、r1=r2，T1=T2 D、r1≠r2，T1=T2 D 例、一带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，如果它又顺利进入另一磁感应强度是2B的匀强磁场(仍作匀速圆周运动)，则[ ] A．粒子的速率加倍，周期减半 B．粒子的速率不变，轨道半径减半 C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来 的1/4 D．粒子的速率不变，周期减半 BD 【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。一带正电q、质量为m的粒子从平板上狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域，不计重力，求： （1）粒子离开磁场的位置； （2）粒子在磁场中的运动时间。 【例】如图所示，在x轴上方有匀强磁场B，一个质量为m，带电量为-q的粒子，以速度v从O点射入磁场，已知速度与x轴负向的夹角θ，粒子重力不计，求: （1）粒子在磁场中的运动时间。 （2）粒子离开磁场的位置 【例】如图所示一电子以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿过磁场时速度方向与电子原来入射方向夹角为30°，则电子的质量是 多少？ D 圆心的确定： 因为洛伦兹力f指向圆心，根据f⊥v，画出粒子运动轨迹上任意两点（一般是射入和射出磁场的两点）的f的方向，其延长线的交点即为圆心。 半径r的确定和计算 ： 圆心找到以后，自然就有了半径（一般是利用粒子入、出磁场时的半径）。半径的计算一般是利用几何知识，常用解三角形的方法及圆心角等于对应圆弧的弦切角的两倍等知识。 在磁场中运动时间t的确定 ： 利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°计算出圆心角的大小，由公式t=×T可求出运动时间。有时也用弧长与线速度的比。 圆周运动中有关规律 ： ①速度的偏向角φ等于弧AB所对的圆心角θ （ φ = θ ） ②偏向角φ与弦切角α的关系为：φ＜180°时， φ=2α；φ＞180°时，φ=360°-2α； ③对称规律：如果从同一直线边界射入的粒子，再从这一边射出时，速度与边界的夹角相等；如果在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。 速度选择器 在电、磁场中，若不计重力，则： 1.速度选择器只选择速度，与电荷的正负、质量无关； 2.注意电场和磁场的方向搭配。 速度选择器 二.质谱仪 质谱仪 三.回旋加速器 1.加速电场的周期与带电粒子在D型盒中圆周运动周期相等。 2.设D型盒最大半径R，则回旋加速器所能达到的最大动能为： 回旋加速器 四.磁流体发电机 等离子体 ——即高温下电离的气体，含有大量的带正电荷和负电荷的微粒，总体是电中性的。 磁流体发电 五.磁偏转与显像管 显像管