带电粒子在匀强磁场中的运动,讲课VIP专享VIP免费

第三章磁场3.6带电粒子在匀强磁场中的运动复习回顾1、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力。通电导线在磁场中所受到的安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。2、洛伦兹力的方向由左手定则判定1、正电荷的运动方向与电流方向相同，负电荷运动方向与电流方向相反。2、洛伦兹力垂直于ν与Β所在的平面1、你对洛伦兹力有哪些了解？大小：f＝qvBsinα（α是V与B间的夹角）方向：用左手定则判断对运动电荷永不做功：因为f始终垂直于v2、物体在什么情况下做匀速圆周运动？v＝rωω＝2π／TF＝m＝mrω2＝mrv2r4π2T23、你还记得下列公式吗？合力方向始终垂直于速度方向，大小恒定自主学习首先进行讨论，根据洛伦兹力的知识预测电子束的径迹。1、不加磁场时观察电子束的径迹。2、给励磁线圈通电，在玻璃泡中产生沿两线圈中心连线方向、由纸内指向读者的磁场，观察电子束的径迹。3、保持出射电子束的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化。4、保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，观察电子束径迹的变化。用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的偏转。•现象：不存在磁场时:有垂直速度的磁场时:改变磁感应强度时:改变出射电子的速度:V-F洛V-F洛V-F洛V-F洛洛仑兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛仑兹力的作用下，电荷将做匀速圆周运动。一：理论探究:带电粒子只在洛仑兹力的作用下，将做匀速圆周运动洛伦兹力总与速度方向垂直，不改变带电粒子的速度大小，所以洛伦兹力不对带电粒子做功。由于粒子速度的大小不变，所以洛伦兹力大小也不改变，加之洛伦兹力总与速度方向垂直，正好起到了向心力的作用。h3.当v与B成角θ时（00<θ<900）F洛=qvBsinθ轨迹为等距螺线Bv1.F洛=qvB(v⊥B）圆周运动2.F洛=0(v∥B）匀速运动匀强磁场中带电粒子运动轨迹的半径与哪些因素有关？可见r与速度V、磁感应强度B、粒子的比荷有关rvmqvFn2B根据向心力公式qBmvr带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。二、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式例1：一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场．粒子的一段径迹如下图所示．径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)．从图中情况可以确定（）A．粒子从a到b，带正电B．粒子从a到b，带负电C．粒子从b到a，带正电D．粒子从b到a，带负电C粒子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力半径越来越小由左手定则确定电性小试身手三、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时周期带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时周期如何求解？22rTvmvrqBmTqB根据又可知可见同一个粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度无关，与B有关rvmqvFn2B根据向心力公式例2：有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍．两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动．与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子()A．运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍B．运动轨迹的半径是Ⅰ中的倍C．做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍D．做圆周运动的周期与Ⅰ中的相等3.怎样画出带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹a.已知入射速度方向和出射速度方向，通过入射点和出射点做速度方向的垂线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心.归纳----圆心的确定方法b.已知入射速度方向和出射点的位置时，通过做入射点速度方向做垂线，连接入射点和出射点做弦的垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心。例3：如右图所示，一束电子（电量为e）以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30度，（1）画出带电粒子运动的轨迹（2）求出电子的质量和穿透磁场的时间如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电的粒子质量m、电量q、若它以速度v沿与虚线成30、90、150、180角分别射入，请你作出上述几种情况下粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。例：有界磁场中粒子运动轨迹的确定入射角30时qBmqBmt3261入射角150时qBmqBmt35265粒子在磁场中做圆周运动的对称规律：从同一直线边界射...