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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
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