物理3.6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件1新人教選修31

1、第三章磁場(chǎng),第6節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1,復(fù)習(xí)：,1、洛倫茲力產(chǎn)生的條件？,2、洛倫茲力的大小和方向如何確定？,3、洛倫茲力有什么特點(diǎn)？,射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的帶電粒子將做怎樣的運(yùn)動(dòng)呢？,思考：,一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),問(wèn)題1：帶電粒子平行射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？ （重力不計(jì)）,問(wèn)題2：帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？ （重力不計(jì)）,勻速直線運(yùn)動(dòng),（1）當(dāng)vB 時(shí) ，洛倫茲力的方向與速度方向的關(guān)系?,（2）帶電粒子僅在洛倫茲力的作用下，粒子的速率變化么？能量呢？,（3）洛倫茲力如何變化？,（4）從上面的分析，你認(rèn)為垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向射入的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？,實(shí)

2、驗(yàn)：,（1）洛倫茲力演示儀,勵(lì)磁線圈：作用是能在兩線圈之間產(chǎn)生平行于兩線圈中心的連線的勻強(qiáng)磁場(chǎng).,加速電場(chǎng)：作用是改變電子束出射的速度.,電子槍：射出電子,構(gòu)造:,工作原理: 由電子槍發(fā)出的電子射線可以使管內(nèi)的低壓水銀蒸汽發(fā)出輝光,顯示出電子的徑跡.,（2）實(shí)驗(yàn)演示,a、不加磁場(chǎng)時(shí)觀察電子束的徑跡.,b、給勵(lì)磁線圈通電，觀察電子束的徑跡.,c、保持初射電子的速度不變，改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，觀察電子束徑跡的變化.,d、保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，改變出射電子的速度，觀察電子束徑跡的變化.,（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論,沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入磁場(chǎng)的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).,磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，粒子射入的速度增加，

3、軌道半徑也增大。,粒子射入速度不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，軌道半徑減小。,理論分析,因?yàn)椋郝鍋銎澚偱c速度方向垂直. 所以：洛侖茲力不改變速度大小， 洛侖茲力的大小也就不變. 結(jié)論：帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 由洛侖茲力提供向心力。,自主學(xué)習(xí)：,推導(dǎo)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓半徑r和運(yùn)動(dòng)周期T，與粒子的速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系表達(dá)式.,1）圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,2）圓周運(yùn)動(dòng)的周期,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng),質(zhì)譜儀,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子,從容器下方的小孔S1飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng),其初速度幾乎為零,然后經(jīng)過(guò)S3沿著與磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,最后打

4、到照相底片D上.(1)求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率.(2)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑.,D,A,U,S1,S2,S3,B,76 73 72,例、如圖,水平導(dǎo)線中有電流I通過(guò),導(dǎo)線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同,則電子將（ ）,A.沿路徑a運(yùn)動(dòng),軌跡是圓 B.沿路徑a運(yùn)動(dòng),軌跡半徑越來(lái)越大 C.沿路徑a運(yùn)動(dòng),軌跡半徑越來(lái)越小 D.沿路徑b運(yùn)動(dòng),軌跡半徑越來(lái)越小,B,如圖所示，正方形容器處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一束電子從孔a垂直于磁場(chǎng)沿ab方向射入容器中，其中一部分從c孔射出，一部分從d孔射出，容器處在真空中，下列說(shuō)法正確的是（ ）,A.從兩孔射出的電子速率之比是Vc:Vd=2:1 B.從兩孔射出的電子在容器中 運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間之比是tc:td=1:2 C.從兩孔射出的電子在容器中 運(yùn)動(dòng)的加速度之比是ac:ad=2:1 D.從兩孔射出的電子在容器中 運(yùn)動(dòng)的加速度之比是ac:ad=2:1,ABD,例、圖中MN表示真空室中垂直于紙面的平板,它的一側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一帶電粒子從平板上的狹縫O處以垂直于平板上的初速度v射入磁場(chǎng)區(qū)域,最后