666洛侖茲里力與現(xiàn)代技術(shù)

1、1 1）若電子以平行磁場(chǎng)的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，電子受力）若電子以平行磁場(chǎng)的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，電子受力怎樣？運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的？怎樣？運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的？2 2）電子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電子受力怎樣？運(yùn)）電子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電子受力怎樣？運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的？動(dòng)軌跡是怎樣的？ 2 2、結(jié)論、結(jié)論 1 1）v/b f=0 v/b f=0 勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng) 2 2）vb f=qbv vb f=qbv 勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)1 1、思考、思考: :1) 1) 電子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由什么力提供？電子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由什么力提供？2 2）設(shè)粒子的質(zhì)量為）設(shè)粒子的質(zhì)量為m m，電量為，電量為

2、q q，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為度為b,b,則粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑則粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r r、周期、周期t t如何表示？如何表示？2 2、規(guī)律：、規(guī)律：1 1）洛倫茲力提供向心力：）洛倫茲力提供向心力：2 2） 向向fqvbf rmv /2qbmt 2 qbmvr cdv 例例如圖所示，在磁場(chǎng)如圖所示，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，c、d是垂直于磁場(chǎng)是垂直于磁場(chǎng)方向的同一平面上的兩方向的同一平面上的兩點(diǎn)，相距為點(diǎn)，相距為d。在磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電子（質(zhì)量為中運(yùn)動(dòng)的電子（質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為e) 經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)的速度方向與點(diǎn)時(shí)的速度方向與cd成成=300角，

3、并與角，并與cd在在同一平面內(nèi)，問(wèn)：同一平面內(nèi)，問(wèn)：o(1)若電子后來(lái)又經(jīng)過(guò)若電子后來(lái)又經(jīng)過(guò)d點(diǎn)，則電子的速度大小是點(diǎn)，則電子的速度大小是多少？多少？(2)電子從電子從c到到d經(jīng)歷的時(shí)間是多少？經(jīng)歷的時(shí)間是多少？帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)核心問(wèn)題帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)核心問(wèn)題1、找圓心：方法、找圓心：方法2、定半徑：、定半徑：3、確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間：、確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間：tt2qbmt2注意：注意：用弧度表示用弧度表示幾何法找直角三角形求半徑向心力公式求半徑利用vr利用弦的中垂線例例如圖所示，在如圖所示，在y0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于磁場(chǎng)方向垂直于xy平面并指向紙里，磁感應(yīng)強(qiáng)平面

4、并指向紙里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為度為b一帶負(fù)電的粒子（質(zhì)量為一帶負(fù)電的粒子（質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q）以速度）以速度v0從從o點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在xy平平面內(nèi)，與面內(nèi)，與x軸正向的夾角為軸正向的夾角為.求：求：（1）該粒子射出磁場(chǎng)的位置；）該粒子射出磁場(chǎng)的位置；（2）該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間）該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.（粒子所受重（粒子所受重力不計(jì)）力不計(jì)）【練】 如圖直線mn上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)o以與mn成30角的同樣速度v射入磁場(chǎng)（電子質(zhì)量為m，電荷為e），它們從磁場(chǎng)中射出時(shí)相距多遠(yuǎn)？射出的時(shí)間差是多少？mnbov【例例】如圖所示，一

5、束電如圖所示，一束電子（電量為子（電量為e）以速度）以速度v垂直射入磁感強(qiáng)度為垂直射入磁感強(qiáng)度為b，寬度為寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿透磁場(chǎng)時(shí)速度方向與穿透磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來(lái)入射方向的夾電子原來(lái)入射方向的夾角是角是30，則電子的質(zhì)，則電子的質(zhì)量是量是 ，穿透磁場(chǎng)的，穿透磁場(chǎng)的時(shí)間是時(shí)間是 。例例一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為電荷量為q的帶電粒子從的帶電粒子從x軸上的軸上的p（a，0）點(diǎn)以速度）點(diǎn)以速度v，沿與，沿與x正方向成正方向成60的方向的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于y軸軸射出第一象限。求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度射出第一象

6、限。求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b y xv v aoo1pomnla【例例】圓心為圓心為o、半徑為、半徑為r的圓形區(qū)域中有一個(gè)磁感強(qiáng)的圓形區(qū)域中有一個(gè)磁感強(qiáng)度為度為b、方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蚶锏膭驈?qiáng)磁場(chǎng)，與區(qū)域邊、方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蚶锏膭驈?qiáng)磁場(chǎng)，與區(qū)域邊緣的最短距離為緣的最短距離為l的的o處有一豎直放置的熒屏處有一豎直放置的熒屏mn，今，今有一質(zhì)量為有一質(zhì)量為m的電子以速率的電子以速率v從左側(cè)沿從左側(cè)沿oo方向垂直射方向垂直射入磁場(chǎng)，越出磁場(chǎng)后打在熒光屏上之入磁場(chǎng)，越出磁場(chǎng)后打在熒光屏上之p點(diǎn)，如圖所示，點(diǎn)，如圖所示，求求op的長(zhǎng)度和電子通過(guò)磁場(chǎng)所用的時(shí)間。的長(zhǎng)度和電子通過(guò)磁場(chǎng)所用的時(shí)間。 uqss1

7、xpb 質(zhì)譜儀的離子源質(zhì)譜儀的離子源s s產(chǎn)生的各種不同正離子束產(chǎn)生的各種不同正離子束( (速度速度可看作為零可看作為零) )，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，到達(dá)記錄它的照相底片強(qiáng)磁場(chǎng)，到達(dá)記錄它的照相底片p p上，設(shè)離子在上，設(shè)離子在p p上的位置到入口處上的位置到入口處s s1 1的距離為的距離為x x，可以判斷，可以判斷 ( )( )ad 邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為a的正方形，處于有界磁場(chǎng)如圖，一束電的正方形，處于有界磁場(chǎng)如圖，一束電子水平射入同一磁場(chǎng)后，分別從子水平射入同一磁場(chǎng)后，分別從a處和處和c處射出，處射出，則從則從a、c兩點(diǎn)射出時(shí)的速度兩點(diǎn)射出時(shí)的速度va：vc=_;所經(jīng)歷的時(shí)間之比所經(jīng)歷的時(shí)間之比ta：tb=_1:22:1如圖，一束質(zhì)量、速度和電量不同的正離子垂直如圖，一束質(zhì)量、速度和電量不同的正離子垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)相互垂直的區(qū)域里（圖中射入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)相互垂直的區(qū)域里（圖中a），結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向未發(fā)），結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這些離子進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（圖中生偏轉(zhuǎn)。這些離子進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（圖中c），又分裂為幾束，這些離子的（，又分裂為幾束，這些離子的（ ）a電量一定不同電量一定不同 b質(zhì)量一定不同質(zhì)量一定不同c速度一