学年高三物理复习带电粒子在匀强磁场中的运动公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptVIP

6带电粒子在匀强磁场中运动第1页第1页

1.理解洛伦兹力对粒子不做功.2.理解带电粒子初速度方向与磁感应强度方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.3.会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动半径、周期公式,知道它们与哪些原因相关.4.理解回旋加速器.质谱仪工作原理.第2页第2页

1.你对洛伦兹力有哪些理解？大小:F＝qvBsinα（α是v与B间夹角）方向:用左手定则判断对运动电荷永不做功:由于F始终垂直于v2.你还记得下列公式吗？vBBB复习vv第3页第3页

磁场中带电粒子普通可分为两类:(1)带电基本粒子:如电子、质子、α粒子、正负离子等.这些粒子所受重力和洛伦磁力相比小得多，除非有阐明或明确暗示，普通都不考虑重力影响（但并不能忽略质量）.(2)带电微粒:如带电小球、液滴、尘埃等.除非有阐明或明确暗示，普通都考虑重力作用.3.一些带电体是否考虑重力,要依据题目暗示或运动状态来鉴定.第4页第4页

一、带电粒子在匀强磁场中运动带电粒子平行射入匀强磁场后运动状态？（重力不计）问题1:问题2:带电粒子垂直射入匀强磁场后运动状态？（重力不计）匀速直线运动1.理论推导匀速圆周运动第5页第5页

（1）洛伦兹力方向与速度方向关系（2）带电粒子仅在洛伦兹力作用下，粒子速率改变吗？能量呢？（3）洛伦兹力如何改变？（4）依据上面分析，你认为垂直于匀强磁场方向射入带电粒子，在匀强磁场中运动状态如何？垂直不变大小不变,方向在不断改变匀速圆周运动不变第6页第6页

带电粒子在磁场中运动第7页第7页

亥姆霍兹线圈电子枪磁场强弱选择挡（1）洛伦兹力演示仪加速电压选择挡③励磁线圈（亥姆霍兹线圈）:能在两线圈之间产生平行于两线圈中心连线匀强磁场.②加速电场:改变电子束射出速度.①电子枪:射出电子.2.试验验证第8页第8页

（2）试验演示a.不加磁场时观测电子束径迹.b.给励磁线圈通电,观测电子束径迹.c.保持出射电子速度不变,改变磁感应强度,观测电子束径迹改变.d.保持磁感应强度不变,改变出射电子速度,观测电子束径迹改变.第9页第9页

洛伦兹力演示仪第10页第10页

（3）试验结论①沿着与磁场垂直方向射入磁场带电粒子,在匀强磁场中做匀速圆周运动.②磁场强度不变,粒子射入速度增大,轨道半径也增大.③粒子射入速度不变,磁场强度增大,轨道半径减小.第11页第11页

格雷塞尔气泡室显示带电粒子在匀强磁场中运动径迹第12页第12页

周期T与运动速度及运动半径无关.二、圆周运动半径、速率和周期第13页第13页

圆周运动半径第14页第14页

圆周运动周期第15页第15页

正负电荷圆周运动第16页第16页

（1）已知入射方向和出射方向:θvv通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向直线,交点就是轨迹圆心.圆心1.找圆心定半径三、带电粒子在磁场中运动情况研究or第17页第17页

（2）已知入射方向和出射点位置:v圆心通过入射点作入射方向垂线,连接入射点和出射点,作其连线中垂线,交点就是圆弧圆心.第18页第18页

α①（α为圆心角,单位为度）②（α为圆心角,单位为弧度）（2）时间关系:θβ（1）角度关系:①圆心角:α②偏向角:β③弦切角:θ2.定关系第19页第19页

利用带电粒子只受洛伦兹力时遵循半径和周期公式列方程.即:3.列方程第20页第20页

例1.如图所表示,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匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与电子本来入射方向夹角是30°,则电子质量是,穿透磁场时间是.第21页第21页

【解析】电子在磁场中运动,只受洛伦兹力作用,故其轨迹是圆弧一部分,又由于F⊥v,故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向垂线交点上,如图中O点,由几何知识知,AB间圆心角θ＝30°,OB为半径.∴r=d/sin30°=2d,又由r=mv/Be得m=2dBe/v又∵AB圆心角是30°,∴穿透时间t=T/12,故t=πd/3v.θ第22页第22页

临界问题例2.长为L水平极板间，有垂直纸面向内匀强磁场，如图所表示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，既有质量为m，电量为q带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用办法是:（）A．使粒子速度vBqL/4mB．使粒子速度v5BqL/4mC．使粒子速度vBqL/mD．使粒子速度BqL/4mv5BqL/4m第23页第23页

质谱仪原理第24页第24页

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四、带电粒子沿垂直电场或磁场射入运动比较匀强电场匀强磁场受力特点运动