带电粒子在匀强磁场的运动-1 优质课ppt.ppt

[问题]：判断下图中带电粒子（电量q，重力不计）所受洛伦兹力的大小和方向： 练一练 【1】电子、质子、氘核、氚核以同样的速度垂直射入同一匀强磁场做匀速圆周运动，其中轨道半径最大的是（ ），周期最大的是（ ）， A．电子 B．质子 C．氘核 D．氚核 * + 3.6 带电粒子在强 磁场中的运动 商南县高级中学 黄道林 欢迎进入我的课堂 1、匀速直线运动。 f=qvB f=0 2、 一、 带电粒子在匀强磁场中的运动（重力不计） 理论探究 猜想： 匀速圆周运动。 匀速圆周运动的特点： 速度的大小 ， 不变 速度的方向 ； 始终和速度方向垂直 向心力的大小 ， 不变 向心力的方向 。 向心力只改变 ， 向心力不改变 。 速度的大小 速度的方向 不断变化 V - F洛 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? V - F洛 V - F洛 V - F洛 洛仑兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛仑兹力的作用下，电荷将作匀速圆周运动。 理论探究 洛伦兹力总与速度方向垂直，不改变带电粒子的速度大小，所以洛伦兹力不对带电粒子做功。 由于粒子速度的大小不变，所以洛伦兹力大小也不改变，加之洛伦兹力总与速度方向垂直，正好起到了向心力的作用。 + 加速电压选择挡 磁场强弱选择挡 电 子 枪 亥姆霍兹线圈 洛伦兹力演示仪 通过威尔逊云室显示的正负电子在匀强磁场中的运动径迹 通过格雷塞尔气泡室显示的带电粒子在匀强磁场中的运动径迹 1.速度特征： 速度大小不变，而方向随时间变化。 2.半径特征： 3.周期特征 周期T与运动速度及运动半径无关 r=mv/qB∝ v，磁场强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径将 。 r=mv/qB∝ 1/B，粒子射入速率不变，磁场强度增大，轨道半径将 。 增大 减少 D 3.速度特征： 速度大小不变，而方向随时间变化。 1.半径特征： 2.周期特征 （1）r=mv/qB∝ v，磁场强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径将 。 （2） r=mv/qB ∝ 1/B，粒子射入速率不变，磁场强度增大，轨道半径将 。 增大 减少 一、 带电粒子在匀强磁场中的运动（重力不计） 1.平行磁场方向进入匀强磁场时会做 匀速直线运动 2、垂直磁场方向进入匀强磁场时做 匀速圆周运动 周期T与运动速度及运动半径 二、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动（重力不计） 运动时间： 无关 3.6 带电粒子在强 磁场中的运动 30° 1.圆心在哪里? 2.轨迹半径是多少? O B d v 例3： r=d/sin 30o =2d r=mv/qB t=（ 30o /360o）T= T/12 T=2 πm/qB T=2 πr/v 小结： r t/T= 30o /360o A =30° v qvB=mv2/r t=T/12= πm/6qB 3、偏转角=圆心角 1、两洛伦兹力的交点即圆心 2、偏转角：初末速度的夹角。 4.穿透磁场的时间如何求？ 3、圆心角θ =? θ t=T/12= πd/3v m=qBr/v=2qdB/v f f v O P B θ S O′ C 画轨迹 —— 连接OP，作垂直平分线交OS于O′ 半圆 R=mv/qB ∴OS=2R= 2 mv/qB ∠OO′P=2 θ T=2 πm/qB t= 2 θT/2π=2mθ/qB ∴ θ=q B t / 2 m 或 ∠OO′P= 2 θ=SOP/R 解:（1）找圆心O′—— 定半径R—— 2 θ 例4．一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图中纸面向里。 （1）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离。 （2）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，证明：直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是θ=qBt/2m 。 qvB=mv2/R t/T= 2 θ/2π ? 2 θ=SOP/R=vt/R= q B t / m ∴ θ=q B t / 2 m (2)如何求tOP？ t/T= θ/2π (3)、离子进入磁场后经过时间t到达位置P速度方向偏转了多少角? 偏转角=圆心角=2θ f 四、课堂小结： （一）、带电粒子在匀强磁场中的运动规律 垂直入射磁场的带电粒子做匀速圆周运动