第二课时带电粒子在匀强磁场中运动.ppt

3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定 判断下图中带电粒子（电量q，重力不计）所受洛伦兹力的大小和方向： 例3：关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是： * 第二课时带电粒子在匀强磁场中的运动 磁场中的带电粒子一般可分为两类： 1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和洛仑磁力相比在小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。 2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。 一、运动形式 1、匀速直线运动。 2、 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： 实验： 观察1：不加磁场时电子束轨迹 观察2 若加上励磁电流后，电子又将如何运动？ 结论1：不加磁场时电子束轨迹轨迹是一条直线 结论2: 带电粒子垂直于磁场方向进入磁场后将做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。 一、带电粒子运动轨迹的半径 匀强磁场中带电粒子运动轨迹的半径与哪些因素有关？ 思路: 带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。 可见r与速度V、磁感应强度B、粒子的比荷有关 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 应用： 同一磁场中不同带电粒子的迹径不同 能否根据带电粒子的运动轨迹分辨初速度为零但比荷不同的粒子？ 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. 例2： 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，意味着它们是不同的粒子 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 加速器 1.直线加速器 2．回旋加速器 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，从而保证粒子始终被加速。 在磁场中做圆周运动,周期不变 每一个周期加速两次 电场的周期与粒子在磁场中做圆周运动周期相同 电场一个周期中方向变化两次 粒子加速的最大速度由盒的半径决定 电场加速过程中,时间极短,可忽略 结论 A、电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋 B、电场和磁场同时用来加速带电粒子 C、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大动能由加速电压决定 D、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大动能由磁感应强度B决定和加速电压决定 (A) * * *