第六節(jié)洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)復(fù)習(xí)回顧：1、洛倫茲力用左手定則判斷2、洛倫茲力的特點(diǎn)f⊥v方向：大?。篺⊥B（1）（2）洛倫茲力對(duì)電荷永不做功（3）洛茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小。一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子平行射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子做什么運(yùn)動(dòng)？（重力不計(jì)）問(wèn)題1：勻速直線運(yùn)動(dòng)理論推導(dǎo)一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題2：帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子做什么運(yùn)動(dòng)？（重力不計(jì)）帶電粒子將在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)洛倫茲力演示儀勵(lì)磁線圈磁場(chǎng)強(qiáng)弱選擇擋加速電壓選擇擋電子槍線圈未通電時(shí)，B=0線圈通電時(shí)，B≠0方向垂直線圈平面向里討論與交流：已知質(zhì)量為m，電荷量為q，速率為V的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)

B

中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)導(dǎo)出粒子的軌道半徑

r

和周期

T

的公式。？VV1、圓周運(yùn)動(dòng)的半徑2、圓周運(yùn)動(dòng)的周期帶電粒子受到的洛倫茲力提供向心力半徑R與m、v、q、B有關(guān)繼續(xù)討論：①粒子運(yùn)動(dòng)軌道半徑與哪些因素有關(guān)，關(guān)系如何？②m不同,q相同的帶電粒子，若以大小相等的v垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，它們的軌道半徑關(guān)系如何？③帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期大小與哪些因素有關(guān)？關(guān)系如何？④同一帶電粒子，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它的速率增大時(shí)，其周期怎樣改變？周期T與m、q、B有關(guān)，與v無(wú)關(guān)。

練習(xí)1、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果又垂直進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度是原來(lái)的磁感應(yīng)強(qiáng)度2倍的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則（）A、粒子的速率加倍，周期減半B、粒子的速率不變，軌道半徑減半C、粒子的速率減半，軌道半徑為原來(lái)的四分之一D、粒子的速率不變，周期減半BD

練習(xí)2、一電子和質(zhì)子，以相同的速度垂直于磁感線方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么這兩個(gè)粒子（）A、偏轉(zhuǎn)方向相同，半徑相同B、偏轉(zhuǎn)方向不同，半徑相同C、偏轉(zhuǎn)方向相同，半徑不相同D、偏轉(zhuǎn)方向不同，半徑不相同D練習(xí)3、一個(gè)帶電粒子沿垂直于磁場(chǎng)方向射入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子的一段運(yùn)動(dòng)徑跡如圖所示，徑跡上每一小段可近似看成圓弧，由于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)使沿途的空氣電離，粒子的動(dòng)能逐漸減?。娏坎蛔儯?，從圖中情況可以確定（）

A、粒子從a到b，帶正電Ｂ、粒子從b到a，帶正電Ｃ、粒子從a到b，帶負(fù)電Ｄ、粒子從b到a，帶負(fù)電××××××××××××a。b。Ｂ二、帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)步驟：①畫(huà)軌跡，找圓心：a、兩速度垂線的交點(diǎn)既圓心b、弦長(zhǎng)的中垂線與速度的垂線的交點(diǎn)既圓心②由運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的幾何關(guān)系求出半徑。③找到運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角，求出對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

4、如圖所示，在半徑為R的圓的范圍內(nèi)，有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直圓所在平面向里．一帶負(fù)電的質(zhì)量為m電量為q粒子，從A點(diǎn)沿半徑AO的方向射入，并從C點(diǎn)射出磁場(chǎng)．∠AOC＝120o．則此粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)行的時(shí)間t＝__________．(不計(jì)重力)．ABRvvO120°CdBeθv5、如圖所示，一束電子（電量為e)以速度V垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，穿透磁場(chǎng)時(shí)的速度與電子原來(lái)的入射方向的夾角為300。求:電子的質(zhì)量m=?電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=?1.質(zhì)譜儀三、帶電粒子在疊加場(chǎng)、交互場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)湯姆生的學(xué)生阿斯頓發(fā)明了質(zhì)譜儀。原理：帶電粒子進(jìn)入速度選擇器可知：在磁場(chǎng)中：帶電粒子的荷質(zhì)比2.回旋加速器1.加速電場(chǎng)的周期與帶電粒子在D型盒中圓周運(yùn)動(dòng)周期相等。2.設(shè)D型盒最大半徑R，則回旋加速器所能達(dá)到的最大動(dòng)能為：三、帶電粒子在疊加場(chǎng)、交互場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)回旋加速器的特點(diǎn)：

1929年，勞倫斯發(fā)明了后來(lái)被稱(chēng)為回旋加速器的“原子擊破器”，1932年建成世界第一臺(tái)回旋加速器。這是一種有奇特效能的能夠加速帶電粒子的裝置。以后逐漸加大尺寸，在許多地方建成了一系列回旋加速器，致使他在加利福尼亞州伯克利的輻射實(shí)驗(yàn)室成為世界物理學(xué)家參觀學(xué)習(xí)的基地。回旋加速器

勞倫斯還大力宣傳推廣用加速器中產(chǎn)生的放射性同位素或中子來(lái)治療癌癥等疑難病。由于在回旋加速器及其應(yīng)用技術(shù)方面的成就，勞倫斯獲得1939年度諾貝爾物理獎(jiǎng)。

在二戰(zhàn)美國(guó)研制原子彈期間，勞倫斯從事過(guò)用電磁法分離鈾－235，以及用加速器生產(chǎn)钚－239的實(shí)驗(yàn)研究，為探尋獲取美國(guó)首批原子彈的裝料途徑做出了獨(dú)特的貢獻(xiàn)。到1948年，由勞倫斯建議制造的大型回旋加速器已能提供α粒子束、氘粒子束和質(zhì)子束。同年初，物理學(xué)家加德西和拉蒂斯用回旋加速器的380MeVα粒子找到了介子，不久美國(guó)即開(kāi)始建造第一座π介子工廠。從此，開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)高能物理的新時(shí)代。由于勞倫斯的倡議和推動(dòng)，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)建造了一臺(tái)6GeV高能質(zhì)子同步穩(wěn)相加速器。物理學(xué)家們?cè)谶@臺(tái)巨型加速器上進(jìn)行高能物理研究，完成了一系列重大發(fā)現(xiàn)。3.磁流體發(fā)電機(jī)等離子體——即高溫下電離的氣體，含有大量的帶正電荷和負(fù)電荷的微粒，總體是電中性的。三、帶電粒子在疊加場(chǎng)、交互場(chǎng)中的運(yùn)