第三章 磁场
第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动
人教版选修3-1
3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定
磁场中的带电粒子一般可分为两类：
1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和洛伦兹力相比小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。
2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
第１课时
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：
一、运动形式
1、匀速直线运动。
2、
?
如果带电粒子射入匀强磁场时,初速度方向与磁场方向垂直,粒子仅在洛伦兹力的作用下将作什么运动?
1、圆周运动的半径
2、圆周运动的周期
思考：周期与速度、半径什么关系？
粒子运动方向与磁场有一夹角 （大于0度小于90度）轨迹为螺线
带电粒子在磁场中运动情况研究
1、找圆心：方法
2、定半径：
3、确定运动时间：
注意：θ用弧度表示
质谱仪
通过测出粒子圆周运动的半径，计算粒子的比荷或质量及分析同位素的仪器.
练习教材P102页第1,2,3
第２课时
1、圆周运动的半径
2、圆周运动的周期
思考：周期与速度、半径什么关系？
复习回顾
例1、如图所示，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的匀强磁场，穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300。求 : (1) 电子的质量m=? (2) 电子在磁场中的运动时间t=?
提示:关键是画出匀速圆周运动的轨迹,利用几何知识找出圆心及相应的半径,从而找到圆弧所对应的圆心角
2dBe/v πd/3v
带电粒子在磁场中运动情况研究
1、找圆心：方法
2、定半径：
3、确定运动时间：
注意：θ用弧度表示
～
直线加速器
粒子在每个加速电场中的运动时间相等，因为交变电压的变化周期相同
回旋加速器
2．回旋加速器
回旋加速器
两D形盒中有匀强磁场无电场，盒间缝隙有交变电场。
电场使粒子加速，磁场使粒子回旋。
粒子回旋的周期不随半径改变。让电场方向变化的周期与粒子回旋的周期一致，从而保证粒子始终被加速。
在磁场中做圆周运动,周期不变
每一个周期加速两次
电场的周期与粒子在磁场中做圆周运动周期相同
电场一个周期中方向变化两次
粒子加速的最大速度由盒的半径决定
电场加速过程中,时间极短,可忽略
结论
１.关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是：

(A)
霍尔效应
I=neSv=nedhv
eU/h=evB
U=IB/ned=kIB/d
k是霍尔系数
第３课时
带电粒子在无界匀强磁场中的运动
F洛=0
匀速直线运动
F洛=Bqv
匀速圆周运动
F洛=Bqv⊥
等距螺旋（0＜θ＜90°）
在只有洛伦兹力的作用下
带电粒子在磁场中运动情况研究
1、找圆心：方法
2、定半径：
3、确定运动时间：
注意：θ用弧度表示
1、物理方法：
作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛伦兹力，沿其方向延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。
2、物理和几何方法：
作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛伦兹力，沿其方向的延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。
3、几何方法：
①圆周上任意两点连线的中垂线过圆心②圆周上两条切线夹角的平分线过圆心③过切点作切线的垂线过圆心
1.如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电的粒子质量m、电量q、若它以速度v沿与虚线成300、600、900、1200、1500、1800角分别射入，请你作出上述几种情况下粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。
有界磁场问题：
入射角300时
入射角1500时
粒子在磁场中做圆周运动的对称规律：
从同一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。
1、两个对称规律：
临界问题
例：长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁
场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板
不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子
（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
的办法是： （ ）
A．使粒子的速度vB．使粒子的速度v>5BqL/4m
C．使粒子的速度v>BqL/m

D．使粒子速度BqL/4m例题讲解