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物理选修3-1公开课《3.6带电粒子在匀强磁场中的运动》ppt课件

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物理选修3-1公开课《3.6带电粒子在匀强磁场中的运动》ppt课件物理选修3-1公开课《3.6带电粒子在匀强磁场中的运动》ppt课件
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