带电粒子在匀强磁场中运动专题一

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,6,、带电粒子在匀强磁场中的运动,宁城高级中学高二物理组,20,12,年,11,月,22,日,本节学习目标,1,、知道带电粒子垂直进入匀强磁场中受力特点、运动特点,2,、会推导出带电粒子在匀强磁场中的运转半径及周期表达式，并熟练应用解决问题,3,、了解带电粒子在匀强磁场中做圆周运动在生活中的实际应用,F,分析带电粒子在匀强磁场中在磁场中各位置所受洛仑兹力方向及大小,B,+,q,v,探究与推导导学单,问题生成与练习,1,1,、试列出带电粒子垂直进入匀强磁场中的动力学方程,2,、试推导出带电粒子在匀强磁场中的运转半径表达式，并讨论其大小与哪些因素有关？,3,、试推导带电粒子在匀强磁场中运动周期。并讨论与哪些因素有关？,qvB=mv,2,/R,R=mv/qB,T=2,m/qB,针对性练习,见导学单,例题、质谱仪,下图是测量带电粒子比荷的质谱仪工作原理示意图，设法使待测粒子导入图中所示容器,A,中，从狭缝,S,1,处以很小的速度进入电压为,U,的加速电场区（初速度不计）。加速后通过狭缝,S,2,、,S,3,射入磁感应强度为,B,的匀强磁场中，方向垂直于磁场区界面,PQ,，最后打在感光片,D,上，形成垂直于纸面且平行于狭缝,S,3,的细线，若测得细线到狭缝,S,3,的距离为,d,求带电粒子的比荷,B,A,U,S,1,S,2,S,3,D,r,76,74,73,72,70,d,回旋加速度器,回旋加速度器,1,、场的特点：,典型的交替场空间,磁场是匀强磁场,电场是交变场,2,、场的作用：,电场加速,磁场偏转,3,、抽查以下两个同学课堂作业,2,、,课后作业：,教材,P,102,问题与练习,1,、,2,1,、马上检查以下自己在课堂作业和导学单中有无错误并纠正,课堂小结,带电粒子,垂直,进入在匀强磁场中,一个重要方程：,qvB,=mv,2,/R,两个重要结论：,R=,mv/qB,T=2,m/qB,思考与讨论并互批导学单问题（一、,1,）,2,、带电粒子在匀强磁场中的速度怎么变化？为什么？,1,、带电粒子进入匀强磁场中的洛仑兹力怎样？,3,、带电粒子在匀强磁场中的做什么运动？为什么？,六、回旋加速度器,1,、场的特点：,典型的交替场空间,磁场是匀强磁场,电场是交变场,2,、场的作用：,电场加速,磁场偏转,3,、工作原理：,带电粒子在磁场中偏转半径越来越大，但周期不变。,电场变化频率与粒子圆周回旋同频,复习巩固,V,F,B,判断未知量方向,V,+q,B,复习巩固,V,+q,B,复习巩固,F,-q,B,两个电子,a、b,从有界匀强磁场的入囗,A,处水平飞入场中，,a,从,B,囗射出，,b,从,C,囗射出，已知磁场边界为正方形且方向与纸面垂直,。,对于磁场和,a,、,b,两电子，下列说法正确的是：,A,C,B,A,磁场方向垂直纸面向里,B,速率之比,2:1,C,时间之比,1:2,D,加速度大小之比,1:2,X,Y,30,0,如图所示的区域时，有垂直于,XOY,平面向里的匀强磁场，现在一对正、负电子以一定的速率沿着与,X,轴成30,0,角的方向，自原点垂直于磁场方向射入场中，则正、负电子在磁场中的运动时间之比为（）,A 1:2,B 2:1,C 1:1,D、1:,3,o,1,B,d,v,0,v,0,30,0,如图所示，有界匀强磁场宽度为,d,一个质量为,m,电量为,q,的粒子（重力不计）以速度,v,o,垂直边界进入匀强磁强中。从右边界射出，射出时速度与边界夹角30,0,度，求带电粒子电性和磁感应强度,B,V,0,V,0,60,0,如图所示，一半径为,R,的有界匀强磁场，磁感应强度方向垂直纸面向里。有一质量为,m,电量为,q,的粒子（不计重力）以速度,V,0,正对磁场的圆心射入，射出时速度偏向角为60,0,，求粒子的电性和场强,o,1,L,d,m,+,q,B,如图所示，一不带电的平行正对金属板板长,L，,板间距离为,d,板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为,B。,一质量为,m,电量为+,q,的粒子沿中线水平射入场区，若粒子不从场区射出，其速度范围多大？不计重力,如图所示，一个重力不计的正离子，从,A,点正对着半径为,R,的有界匀强磁场的圆心,以速度,V,射入，磁场的边界是绝缘的圆筒，要使离子与圆筒内壁多次碰撞（碰撞无能量与电量的损失）仍从,A,点射出，求离子在磁场中的运动时间是多少？,o,1,变式一,:,如图所示，一个重力不计的正离子，从边长为,a,的正三角形的一边中点,A,孔以速度,V,垂直于边进入匀强磁场中,磁场的边界是绝缘，要使离子与内壁多次碰撞（碰撞无能量与电量的损失）仍从,A,点射出，求离子在磁场中的运动时间是多少？,变式二,:,如图所示，一个重力不计的正离子，从边长为,a,的正方形的一边中点,A,孔以速度,V,垂直于边进入匀强磁场中,磁场的边界是绝缘，要使离子与内壁多次碰撞（碰撞无能量与电量的损失）仍从,A,点射出，求离子在磁场中的运动时间是多少？,回顾与反思,对带电粒子在有界匀强磁场的匀速圆周运动问题的基本思路是：,1、画出其大致的运动轨迹,2、利用切线速度找圆心,3、利用圆心找半径，并利用几何关系求半径,4、利用其动力学方程求解未知量,一束带电粒子流从同一方向垂直射入一匀强磁场中,在磁场中分成,a、b,两条轨迹,由图可以判断它们的速度、动量、电荷以及比荷关系应是：,X,Y,a,b,A,若比荷相等，则,b,速度大,B,若速度相等，则,a,比荷大,C,若动量相等，则,b,的电量大，带正电,D,若动量相等，则,b,的电量小，带负电,ABD,B,-,q,v,F,-,q,B,F,-,q,V,F,B,F,V,F,B,V,F,B,V,F,B,V,试判断带电粒子的电性,复习巩固,V,+q,F,