高中物理第三章磁場(chǎng)6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(2)第1頁(yè)1、圓周運(yùn)動(dòng)半徑2、圓周運(yùn)動(dòng)周期思索：周期與速度、半徑什么關(guān)系？復(fù)習(xí)回顧第2頁(yè)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況研究1、找圓心：方法2、定半徑：3、確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間：注意：θ用弧度表示幾何法求半徑向心力公式求半徑利用v⊥R利用弦中垂線第3頁(yè)例:如圖所表示，在第一象限有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為+q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)中飛行時(shí)間和飛離磁場(chǎng)位置（粒子重力不計(jì)）第4頁(yè)～直線加速器粒子在每個(gè)加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，因?yàn)榻蛔冸妷焊淖冎芷谙嗤?頁(yè)盤(pán)旋加速器

第6頁(yè)2．盤(pán)旋加速器

第7頁(yè)盤(pán)旋加速器兩D形盒中有勻強(qiáng)磁場(chǎng)無(wú)電場(chǎng)，盒間縫隙有交變電場(chǎng)。電場(chǎng)使粒子加速，磁場(chǎng)使粒子盤(pán)旋。粒子盤(pán)旋周期不隨半徑改變。讓電場(chǎng)方向改變周期與粒子盤(pán)旋周期一致，從而確保粒子一直被加速。第8頁(yè)

練習(xí)：盤(pán)旋加速器中磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形盒直徑為d，用該盤(pán)旋加速器加速質(zhì)量為m、電量為q粒子，設(shè)粒子加速前初速度為零。求：（1）粒子回轉(zhuǎn)周期是多大？（2）高頻電極周期為多大？（3）粒子最大速度最大動(dòng)能各是多大？（4）粒子在同一個(gè)D形盒中相鄰兩條軌道半徑之比第9頁(yè)在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),周期不變每一個(gè)周期加速兩次電場(chǎng)周期與粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)周期相同電場(chǎng)一個(gè)周期中方向改變兩次粒子加速最大速度由盒半徑?jīng)Q定電場(chǎng)加速過(guò)程中,時(shí)間極短,可忽略結(jié)論第10頁(yè)１.關(guān)于盤(pán)旋加速器工作原理，以下說(shuō)法正確是：A、電場(chǎng)用來(lái)加速帶電粒子，磁場(chǎng)則使帶電粒子盤(pán)旋B、電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)用來(lái)加速帶電粒子C、同一加速器，對(duì)某種確定粒子，它取得最大動(dòng)能由加速電壓決定D、同一加速器，對(duì)某種確定粒子，它取得最大動(dòng)能由磁感應(yīng)強(qiáng)度B決定和加速電壓決定(A)第11頁(yè)IBdh霍爾效應(yīng)I=neSv=nedhveU/h=evBU=IB/ned=kIB/dk是霍爾系數(shù)第12頁(yè)練習(xí)（理科綜合）如圖所表示．厚度為h，寬度為d導(dǎo)體板放在垂直于它磁感應(yīng)強(qiáng)度為B均勻磁場(chǎng)中，當(dāng)電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體板時(shí)，在導(dǎo)體板上側(cè)面A和下側(cè)面A’之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差．這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)．試驗(yàn)表明，當(dāng)磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，電勢(shì)差U、電流I和B關(guān)系為U=kIB/d式中百分比系數(shù)K稱(chēng)為霍爾系數(shù)．霍爾效應(yīng)可解釋以下：外部磁場(chǎng)洛侖茲力使運(yùn)動(dòng)電子聚集在導(dǎo)體板一側(cè)，在導(dǎo)體板另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)多出正電荷，從而形成橫向電場(chǎng)．橫向電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛侖茲力方向相反靜電力．當(dāng)靜電力與洛侖茲力到達(dá)平衡時(shí)，導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間就會(huì)形成穩(wěn)定電勢(shì)差。設(shè)電流I是電子定向流動(dòng)形成，電子平均定向速度為v，電量為e．回答以下問(wèn)題：第13頁(yè)（1）到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體板上側(cè)面A電勢(shì)

下側(cè)面A’電勢(shì)（填：高于、低于或等于）。(2)電子所受洛侖茲力大小為

。(3)當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間電勢(shì)差為U時(shí)，電子所受靜電力大小為

。(4)由靜電力和洛侖茲力平衡條件，證實(shí)霍爾系數(shù)為k=1/ne其中n代表導(dǎo)體板單位體積中電子個(gè)數(shù)．導(dǎo)學(xué)P98頁(yè)第21題第14頁(yè)1.如圖，虛線上方存在無(wú)窮大磁場(chǎng)，一帶正電粒子質(zhì)量m、電量q、若它以速度v沿與虛線成300、600