1、帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng),臨淄中學(xué)高二物理組 賈玉芬,復(fù)習(xí)：,1、洛倫茲力產(chǎn)生的條件？,2、洛倫茲力的大小和方向如何確定？,3、洛倫茲力有什么特點(diǎn)？,射入勻強(qiáng)磁場中的帶電粒子將做怎樣的運(yùn)動(dòng)呢？,思考：,一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),帶電粒子平行射入勻強(qiáng)磁場的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，？ （重力不計(jì)）,問題1：,問題2：,帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？ （重力不計(jì)）,勻速直線運(yùn)動(dòng),1、理論推導(dǎo),2、實(shí)驗(yàn),（1）洛倫茲力演示儀,勵(lì)磁線圈（亥姆霍茲線圈）：作用是能在兩線圈之間產(chǎn)生平行于兩線圈中心的連線的勻強(qiáng)磁場,加速電場：作用是改變電子束出射的速度,電子槍：射出電子,洛倫茲力演示儀,討論：,根據(jù)洛倫茲力的知識(shí)預(yù)

2、測(cè)電子束的徑跡,演示： 用洛倫茲力演示儀觀察運(yùn)動(dòng)電子在磁場中的偏轉(zhuǎn),觀察檢驗(yàn)?zāi)愕念A(yù)測(cè)。,a、不加磁場時(shí)觀察電子束的徑跡,b、給勵(lì)磁線圈通電，觀察電子束的徑跡,c、保持初射電子的速度不變，改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，觀察電子束徑跡的變化,d、保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，改變出射電子的速度，觀察電子束徑跡的變化,你的實(shí)驗(yàn)結(jié)論 是什么？,（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論,沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,磁場強(qiáng)度不變，粒子射入的速度增加，軌道半徑也增大。,粒子射入速度不變，磁場強(qiáng)度增大，軌道半徑減小。,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),（2）帶電粒子僅在洛倫茲力的作用下，粒子的速率變化么？能量呢？,（3）洛

3、倫茲力的如何變化？,（4）從上面的分析，你認(rèn)為垂直于勻強(qiáng)磁場方向射入的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？,垂直,（1）當(dāng)V垂直于B時(shí) ，洛倫茲力的方向與速度方向的關(guān)系,推導(dǎo)質(zhì)量為m,電量為q,速度為v的粒子在勻強(qiáng)磁場B中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓半徑r和周期T的表達(dá)式?,1）、圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,2）、圓周運(yùn)動(dòng)的周期,小試牛刀：,電子以1.6106m/s的速度沿著與磁場垂直的方向射入B=2.010-4T的勻強(qiáng)磁場中，求電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期,如圖所示，在B=9.110-4T的勻強(qiáng)磁場中，C、D是垂直于磁場方向的同一平面上的兩點(diǎn)，相距d=0.05m。在磁場中運(yùn)動(dòng)的電子經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度方向與C

4、D成=30角，并與CD在同一平面內(nèi)，問：(1)若電子后來又經(jīng)過D點(diǎn)，則電子的速度大小是多少？ (2)電子從C到D經(jīng)歷的時(shí)間是多少？(電子質(zhì)量me=9.110-31kg，電量e=1.610-19C),2、已知入射方向和出射 點(diǎn)的位置時(shí)，可以通過入 射點(diǎn)作入射方向的垂線， 連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作 其中垂線，這兩條垂線的 交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心,圓心的確定,1、已知入射方向和出射方向,可以通過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)分別作垂直與入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心,v,弦切角、偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系,粒子速度的偏轉(zhuǎn)角()等于回旋角 ()，并等于AB弦與切線的夾角(弦切角)的2倍,自測(cè)題：,兩個(gè)比荷

5、相同、初速度大小不同的帶電 粒子，垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場后（不計(jì) 重力），下列說法中正確的是 （ ） A它們運(yùn)動(dòng)的半徑相同 B它們運(yùn)動(dòng)的周期相同 C初速度大的粒子運(yùn)動(dòng)的半徑大 D初速度大的粒子運(yùn)動(dòng)的周期大,AC,自測(cè)題：如圖所示，一束帶正電的相同的粒子垂直磁場邊界自O(shè)點(diǎn)射入勻強(qiáng)磁場中后分成了3束，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向垂直，不計(jì)粒子的重力作用，已知OA=OC/2=OD/3，則這三束粒子的速率之比 ,=,1:2:3,3、如圖所示，在直線MN的右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直向里。電子(電量e、質(zhì)量m)以速度v從MN上的孔A，垂直于MN方向射入勻強(qiáng)磁場，途經(jīng)P點(diǎn)，并 最終打在MN上的C點(diǎn)、已知 AP連線與速度方向的夾角為 ，不計(jì)重力。求 （1）A、C之間的距離 （2）從A運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所用的時(shí)間。,C,O,本課小結(jié)：,1. 帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)