第一课 5、带电粒子在磁场中运动(不计其它作用)【学习目标】1、了解电视机显像管的简单工作原理,知道什么是扫描。2、知道粒子只在洛伦兹力作用下垂直进入匀强磁场将做匀速圆周运动,轨迹是圆周或圆弧。3、知道轨迹半径和周期与什么有关,并会推道。【自主学习】一、阅读教材第 97 页,了解显像管工作原理,回答问题:1、显像管是利用 来使带电粒子偏转的?而示波管中是利用 使粒子偏转的?为什么?2、要使电子束偏离中心打在屏上的 A 点,磁场应沿什么方向?若要打到 B 点,磁场又应沿什么方向?若要电子打在屏上的位置由 B 逐渐向 A 移动,磁场应如何变化?3、显像管中电子束的扫描与示波管中电子束扫描有何不同?为什么会不同?4、如果电视机荧光屏上没有图像,只有一条水平亮线,故障可能出现在哪里?二、预备知识1、关于匀速圆周运动合外力等于向心力;向心力表达式= = = ;v、w、T、r 的关系 .2、圆的几何知识切线的性质,圆心角、圆周角、弦切角概念及它们的关系三、带电粒子在匀强磁场中的运动(不计其它作用力)1、若 v//B,带电粒子以速度 v 做 运动(此情况下洛伦兹力 F=0)2、若 v⊥B,带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度 v 做 运动。(1)向心力由洛伦兹力提供: =m(2)轨道半径公式:R= = 。(3)周期:T= = ,频率:f== 。角频率: 。说明:T、f 和的两个特点:①T、f 和的大小与轨道半径(R)和运动速率(v)无关,只与 和 有关;② 比荷()相同的带电粒子,在同样的匀强磁场中,T、f 和相同。用心 爱心 专心提问:你会推导轨道半径公式和周期公式吗? 3、回旋加速器是带电粒子在电场和磁场共同作用下的一个应用实例,通过阅读教材,弄清它的工作原理,并回答问题:(1)随着粒子速度的增大,圆周轨道半径也增大,它运动半圈的时间是增大了还是减小了,还是不变? (2)为了使粒子每次经过缝隙都被加速,电势差的正负变换要越来越快吗? (3)只要 D 型盒半径足够大,粒子的速度可以无限地增大吗? 【课堂展示】【目标检测】1、质谱仪怎样测量带电粒子的质量? 例:如图所示,质谱仪主要是用来研究(即原子序数相同原子质量不同的元素)的仪器,正离子源产生带电量为 q 的正离子,经 S1、S2两金属板间的电压 U 加速后,进入粒子速度选择器 P1、P2之间,P1、P2之间有场强为 E 的匀强电场和与之正交的磁感应强度为 B1的匀强磁场,通过速度选择器的粒子经 S1细孔射...