《陜西省藍田縣高中物理 第三章 磁場 3.6 帶電粒子在勻強磁場中的運動課件 新人教版選修3-1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《陜西省藍田縣高中物理 第三章 磁場 3.6 帶電粒子在勻強磁場中的運動課件 新人教版選修3-1.ppt（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、帶電粒子在勻強磁場 中的運動,3.6,復(fù)習(xí),1、洛倫茲力的概念：運動電荷在磁場中受到的作用力。 通電導(dǎo)線在磁場中所受到的安培力是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。 2、洛倫茲力的方向由左手定則判定 1、正電荷的運動方向與電流方向相同，負電荷運動方向與電流方向相反。 2、洛倫茲力垂直于與所在的平面,問題：判斷下圖中帶電粒子（電量q，重力不計）所受洛倫茲力的大小和方向：,1、勻速直線運動。,,F=qvB,F=0,2、,?,,帶電粒子在勻強磁場中的運動（重力不計）,猜想：,勻速圓周運動。,,洛侖茲力對電荷只起向心力的作用，故只在洛侖茲力的作用下，電荷將作勻速圓周運動。,理論探究,洛倫茲力總與速度

2、方向垂直，不改變帶電粒子的速度大小，所以洛倫茲力不對帶電粒子做功。,由于粒子速度的大小不變，所以洛倫茲力大小也不改變，加之洛倫茲力總與速度方向垂直，正好起到了向心力的作用。,勻強磁場中帶電粒子運動軌跡的半徑與哪些因素有關(guān)？,,可見r與速度V、磁感應(yīng)強度B、粒子的比荷有關(guān),周期T與運動速度及運動半徑無關(guān),3.當(dāng)v與B成角時（00< <900） F洛=qvBsin 軌跡為等距螺線,1.F洛=qvB ( vB） 圓周運動,2.F洛= 0 ( vB） 勻速運動,“氣泡室”照片,1.不同帶電粒子的徑跡半徑為什么不一樣？ 2.同一條徑跡上為什么曲率半徑會越來越小呢？,1.質(zhì)譜儀,通過測出粒子

3、圓周運動的半徑，計算粒子的比荷或質(zhì)量及分析同位素的儀器.,二、洛倫茲力與現(xiàn)代科技,（1）.質(zhì)譜儀的構(gòu)造,帶電粒子注入器 加速電場（U） 速度選擇器 （E, B1） 偏轉(zhuǎn)磁場（B2） 照相底片,（2）.質(zhì)譜儀工作原理,例 1： 一個質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從容器A下方的小孔S1飄入電勢差為U的加速電場，其初速度幾乎為零，然后經(jīng)過S3沿著與磁場垂直的方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，最后打到照相底片D上。 （1）求粒子進入磁場時的速率。 （2）求粒子在磁場中運動的軌道半徑。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2.直線加速器,粒子在每個加速電場中的運動時間相等，因為交變電壓的變化周

4、期相同,人類對速度的渴望從未停止過，經(jīng)過前輩們的不懈研究探索，光速幸運地成為了我們世界的極限速度。但單就目前人類的科技水平，想要在宏觀世界中接近或達到光速就好比是天方夜譚。不過在微觀世界中，由于回旋加速器的出現(xiàn)，粒子已經(jīng)能被加速到很高的速度。因此，回旋加速器被廣泛應(yīng)用于科研、醫(yī)療等諸多方面；且隨著人們需求的增加，可以加速多種粒子的加速器也應(yīng)運而生。,超靈敏小型回旋加速器,3、回旋加速器,回旋加速器,回旋加速器,兩D形盒中有勻強磁場無電場，盒間縫隙有交變電場。,電場使粒子加速，磁場使粒子回旋。,粒子回旋的周期不隨半徑改變。讓電場方向變化的周期與粒子回旋的周期一致，從而保證粒子始終被加速。,在磁場

5、中做圓周運動,周期不變 每一個周期加速兩次 電場的周期與粒子在磁場中做圓周運動周期相同 電場一個周期中方向變化兩次 粒子加速的最大速度由盒的半徑?jīng)Q定 電場加速過程中,時間極短,可忽略,結(jié)論,例2：回旋加速器中磁場的磁感應(yīng)強度為B，D形盒的直徑為d，用該回旋加速器加速質(zhì)量為m、電量為q的粒子，設(shè)粒子加速前的初速度為零。求：,（1） 粒子的回轉(zhuǎn)周期是多大？,（2）高頻電極的周期為多大？,（3） 粒子的最大速度最大動能各是多大？,（4） 粒子在同一個D形盒中相鄰兩條軌道半徑之比,解析:(3)根據(jù)r= ， 粒子離開加速器時的速度v= ， 粒子離開加速器時獲得的動能 Ek= mv2=,(4),