《带电粒子在匀强磁场中的运动》新人教版综合自用版)

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1、第三章《磁场》第六节《带电粒子在匀强磁场中的运动》复习：问题1：什么是洛伦兹力？问题1：带电粒子在磁场中是否一定受到洛伦兹力？----磁场对运动电荷的作用力----不一定，洛伦兹力的计算式F洛=qVBsinθ讨论：若带电粒子（不计重力）以沿着与匀强磁场垂直的方向射入磁场，粒子将如何运动？2、洛伦兹力的方向总是与速度方向垂直，洛伦兹力只会改变粒子速度的方向，不会改变其大小。1、由于是匀强磁场，洛伦兹力大小保持不变猜想与假设V-F洛V-F洛V-F洛V-F洛可能是圆周运

2、动讨论：若带电粒子（不计重力）以沿着与匀强磁场垂直的方向射入磁场，粒子将如何运动？2、洛伦兹力的方向总是与速度方向垂直，洛伦兹力只会改变粒子速度的方向，不会改变其大小。1、由于是匀强磁场，洛伦兹力大小保持不变3、该带点粒子将会做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。亥姆霍兹线圈电子枪磁场强弱选择挡加速电压选择挡洛伦兹力演示器实验：②励磁线圈：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场①加速电场：作用是改变电子束出射的速度无磁场实验验证有磁场实验现象：1.不加磁场时电子的径迹是直线;2.

3、加上匀强磁场时，电子的径迹变弯曲成圆形；3.磁场越强，径迹的半径越小；4.电子的出射速度越大，径迹的半径越大。一、带电粒子运动轨迹1、圆周运动的半径2、圆周运动的周期总结：由1式可知，粒子速度越大，轨迹半径越大；磁场越强，轨迹半径越小。由2式可知，粒子运动的周期与粒子的速度大小无关，磁场越强，周期越短。带电粒子在气泡室运动径迹的照片（1）不同带电粒子的径迹半径为何不同？（2）同一径迹上为什么曲率半径越来越小？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

4、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，带负电例2、如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有a、b两个电子从同一处沿垂直磁感线方向开始运动，a的初速度为v，b的初速度为2v．则A．a先回到出发点B．b先回到出发点C．a、b的轨迹是一对内切圆，且b的半径大D．a、b的轨迹是一对外切圆，且b的半径大ab例3、一带电粒子在磁感强度为B的匀强磁场中

5、做匀速圆周运动，如它又顺利进入另一磁感强度为2B的匀强磁场中仍做匀速圆周运动，则A、粒子的速率加倍，周期减半B、粒子的速率不变，轨道半径减半C、粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4D、粒子速率不变，周期减半例4：一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。（1）求粒子进入磁场时的速率。（2）求粒子在磁场中运动的轨道半径。可见半径不同意味着比荷不同，意味着它

6、们是不同的粒子应用：质谱仪通过测出粒子圆周运动的半径，计算粒子的比荷或质量及分析同位素的仪器.二、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有何特征？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回旋加速器就是根据这一特点设计的1．加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电粒子的动能增加。二.加速器直线加速器+U+++2．直线加速器（多级加速）如图所示是多级加速装置的原理图：二.加速器直线加速器斯坦福大学的加速器多级直线加速器有什么缺点？直线加速

7、器利用加速电场对带电粒子做正功,使带电的粒子动能增加，即qU=ΔEk②直线加速器的多级加速：教材图3.6-5所示的是多级加速装置的原理图，由动能定理可知，带电粒子经n级的电场加速后增加的动能，ΔEk=q（U1+U2+U3+U4+…Un）③直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间内制造直线加速器受到一定的限制。P1图3.6-5多级加速器P2P3P4P5P6一级二级三级n级…①加速原理：2．回旋加速器1932年,美国物理学家劳仑斯发明了回旋加速器，从而使人类在获得具有较高能量的粒子方面迈进了一大步．

8、为此，劳仑斯荣获了诺贝尔物理学奖．回旋加速器回旋加速器1、作用：产生高速运动的粒子2、原理用磁场控制轨道、用电场进行加速+-+-~Dv=？UB解：当粒子从D形盒出口飞出时，粒子的运动半径=D形盒的半径回旋加速器Dv=？UB回旋加速器问题6：D越大，EK越大，是不是只要D不断增大，EK就可以无限制增大呢?回旋加速器美国费米实验室加速器回旋加速器两D形盒中有匀强磁场无电场，盒间缝隙有交变电场。电场使粒子加速，磁场使粒子回旋。粒子回旋的周期不随半径改变。让电场方向变化的周期与粒子回旋的周期一致，从而保