高二物理《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(第二課時(shí))》課件

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)61、帶電粒子在有界磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)2、掌握作圖方法3、會(huì)各種方法計(jì)算運(yùn)動(dòng)半徑r、周期T第二課時(shí)粒子進(jìn)出有界磁場(chǎng)-qvv確定帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡1、找圓心2、找半徑r3、找圓心角：周期T或運(yùn)動(dòng)時(shí)間t（一）找圓心方法一：已知入射方向、出射方向方法二：已知入射方向、出射點(diǎn)的位置①作入射方向的垂線(xiàn)OP②作出射方向的垂線(xiàn)OM③兩垂線(xiàn)交點(diǎn)：圓心位置作入射方向的垂線(xiàn)作入射點(diǎn)和出射點(diǎn)連線(xiàn)PM作連線(xiàn)PM中垂線(xiàn)④

兩垂線(xiàn)的交點(diǎn)：圓心位置-q+q（二）定半徑：半徑r的確定、計(jì)算方法一：

洛倫茲力提供向心力方法二：

利用幾何關(guān)系

由：

得:幾何關(guān)系得：

可求：

（三）定圓心角：周期T、運(yùn)動(dòng)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間：周期T一段圓弧運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t將代入

得周期公式：

粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為θ

運(yùn)動(dòng)時(shí)間：★圓心角θ是弦切角α的2倍

（θ=2α）

θθθ求：各帶電粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t已知：帶電粒子質(zhì)量m、電量q、磁感應(yīng)強(qiáng)度B兩個(gè)有用的推論：

進(jìn)出對(duì)稱(chēng)直進(jìn)直出斜進(jìn)斜出1.從同一直線(xiàn)邊界射入的粒子，從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等。θθvv-qxxxxxxxxxxOrR

2.沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出。兩個(gè)有用的推論：

θθ-qvvOr例1：:一束電子的電荷量為e，以速度v垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與原來(lái)電子的入射方向的夾角θ是30°，則（1）在圖中確定圓心、半徑以及圓心角并畫(huà)出例子的運(yùn)動(dòng)軌跡。（2）利用幾何關(guān)系求半徑。（3）求電子的質(zhì)量是多少？（2）電子穿過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間又是多少？例2：如圖所示，在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子以速度v0從M點(diǎn)沿半徑方向射入磁場(chǎng)區(qū)，并由N點(diǎn)射出，O點(diǎn)為圓心，∠MON=120°，求粒子在磁場(chǎng)區(qū)的偏轉(zhuǎn)半徑R及在磁場(chǎng)區(qū)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。（粒子重力不計(jì)）

OR如圖所示，在y＜0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xy平面并指向紙面外，磁感強(qiáng)度為B，一帶正電的粒子以速度v從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在xy平面內(nèi)，與x軸正向的夾角為θ，若粒子射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，求該粒子的電量和質(zhì)量之比.如圖所示，在第一象限有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子以速度v從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，θ角已知，求粒子在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間和飛離磁場(chǎng)的位置（粒子重力不計(jì)）一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子從x軸上的P（a，0）點(diǎn)以速度v，沿與x正方向成60°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y軸射出第一象限。求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和射出點(diǎn)的坐標(biāo)。yxoBvv

a

O/如圖所示，在y＜0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xy平面并指向紙面外，磁感強(qiáng)度為B，一帶正電的粒子以速度v從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在xy平面內(nèi)，與x軸正向的夾角為θ，若粒子射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，求該粒子的電量和質(zhì)量之比.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)61、質(zhì)譜儀2、回旋加速器第三課時(shí)電場(chǎng)v一、質(zhì)譜儀測(cè)量帶電粒子質(zhì)量和分析同位素（測(cè)荷質(zhì)比）（1）電場(chǎng)：使帶電粒子加速（2）磁場(chǎng)：使帶電粒子偏轉(zhuǎn)得：荷質(zhì)比得：1、原理：利用加速電場(chǎng)對(duì)帶電粒子做正功使其動(dòng)能增加直線(xiàn)加速器多級(jí)加速斯坦福大學(xué)的加速器？占地太大，能不能讓它小一點(diǎn)二、回旋加速器

加速帶電粒子使它獲得較高能量

交流電B窄縫：加速電場(chǎng)兩個(gè)D形盒偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)工作原理（3）交變電場(chǎng)的周期等于粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期（1）窄縫的電場(chǎng)：使粒子加速（2）D形盒的磁場(chǎng)：使粒子回旋（3）帶電粒子的最終動(dòng)能★帶電粒子獲得的最大能量Ek與R有關(guān)，與B、U無(wú)關(guān)。多解的原因：（1）帶電粒子電性不確定（2）磁場(chǎng)方向不確定（3）臨界狀態(tài)不唯一（4）運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)

多解問(wèn)題帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)6第四課時(shí)復(fù)習(xí)：洛倫茲力的方向：vvff磁感線(xiàn)B垂直穿手心四指：①與正電荷運(yùn)動(dòng)的方向相同②與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向相反拇指：f

洛方向左手定則1、軌道半徑r2、運(yùn)動(dòng)周期T:注意：T與v、r無(wú)關(guān)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)半徑r、周期T得：洛倫茲力提供向心力

（1）如圖直線(xiàn)MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。有一質(zhì)量為m帶電粒子q從點(diǎn)O以與MN成30°角，以速率v射入磁場(chǎng)。求：粒子要磁場(chǎng)中射出時(shí)相距O多遠(yuǎn)？在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？BvMNO帶電粒子電性不確定q負(fù)電荷正電荷XXX

XXXXXXXXX

XXXXXX

（1）如圖直線(xiàn)MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。有一質(zhì)量為m，帶正電的粒子+q從點(diǎn)O以與MN成30°角，速率v射入磁場(chǎng)。求：粒子要磁場(chǎng)中射出時(shí)相距O多遠(yuǎn)？在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？MNBOv磁場(chǎng)方向不確定+qXXX

XXXXXXXXX

XXXXX