带电粒子在匀强磁场中的运动-【公开课教学课件】高中物理

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,2019/8/16,#,Loading,3,.6,带电粒子在匀强磁场中的运动,选修,3-1,Loading3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动选修,知识回顾,1,、运动电荷在磁场中受何种力？,洛伦兹力,2,、洛伦兹力方向？,左手定则,3,、洛伦兹力大小？,F=qvBsin,4,、洛伦兹力特点？,永不做功,知识回顾1、运动电荷在磁场中受何种力？洛伦兹力2、洛伦兹力方,一、运动分析,1,、常见条件,匀强磁场,;,不计重力；,v,与,B,垂直。,2,、运动性质,F,v,+,匀速圆周运动,3,、注意：,B,+,v,v,若,V,与,B,平行，匀速直线运动,若,V,与,B,成,角度（,090,o,），螺旋运动,一、运动分析1、常见条件匀强磁场;不计重力；v与B垂直,实验验证,实验验证,+,F,v,+,F,v,+,+Fv+Fv+,5,二、做匀速圆周运动的半径和周期,已知量：带电粒子质量,m,，电荷量,q,磁感应强度,B,，进入磁场速度,v,推导带电粒子在磁场中匀速圆周运动的半径,r,和周期,T,T,与速度,V,无关,二、做匀速圆周运动的半径和周期已知量：带电粒子质量m，电荷量,“气泡室”照片解释,观察思考：,不同带电粒子的轨迹半径为什么不同，同一条轨迹上为什么曲率半径会越来越小,?,结论：,不同带电粒子的质量、速度、所带电荷量的多少不一样，所以半径不同；带电粒子在运动过程中能量降低，速度减小，所以曲率半径会越来越小，径迹呈,螺旋形,。,气泡室,“气泡室”照片解释气泡室,7,动起来,例,1,：,氘核和,粒子，从静止开始经相同电场加速后，垂直进入同一匀强磁场作圆周运动,.,则这两个粒子的,(1),动能之比为多少,?,(2),轨道半径之比为多少,?,(3),周期之比为多少,?,1:2,1:1,1:1,动起来 例1：氘核和粒子，从静止开始经相同电场加速后，垂直,8,试试手,例,2,：如图所示，一质量为,m,，电荷量为,q,的粒子从容器,A,下方小孔,S,1,飘入电势差为,U,的加速电场，然后让粒子垂直进入磁感应强度为,B,的磁场中，最后打到底片,D,上。,（,1,）粒子在,S,1,区做什么运动？,（,2,）在,S,2,区做何种运动，在,S,3,区将做何种运动？,（,3,）粒子进入磁场时的速率？,（,4,）粒子在磁场中运动的轨道半径？,试试手例2：如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子从容器A下,三、质谱仪,1,、结构,2,、,质谱仪的工作原理：,电荷量相同而质量有微小差别的粒子，它们进入磁场后沿着半径做圆周运动，打到照相底片不同的地方，在底片上形成若干谱线状的细条，叫,质谱线。,每一条谱线对应于一定的质量，从谱线的位置可以知道圆周的半径,r,，如果再已知带电粒子的电荷量,q,，就可以算出它的质量,m,。,3,、质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的。,4,、质谱仪的主要,用途,：,质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。,三、质谱仪1、结构2、质谱仪的工作原理：电荷量相同而质量有微,1.,如图所示，水,平导线中有电流,I,通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流,I,的方向相同，则电子,（）,A,沿路径,a,运动，轨迹是圆,B,沿路径,a,运动，轨迹半径越来越大,C,沿路径,a,运动，轨迹半径越来越小,D,沿路径,b,运动，轨迹半径越来越小,B,随堂练,1.如图所示，水 平导线中有电流 I 通过，导线正下方的电,11,2.(,多选,),如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场的磁感应强度和匀强电场的场强分别为,B,和,E,.,平板,S,上有可让粒子通过的狭缝,P,和记录粒子位置的胶片,A,1,A,2,.,平板,S,下方有磁感应强度为,B,0,的匀强磁场下列表述正确的是,(),A,质谱仪是分析同位素的重要工具,B,速度选择器中磁场方向垂直纸面向外,C,能通过狭缝,P,的带电粒子的速率等于,D,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝,P,，,粒子的比荷越小,动动手,2.(多选)如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电,12,动脑筋,3,、一有界的正方形匀强磁场区域从,a,点以不同的速度水平射入两完全相同的带电粒子，一个从,c,点垂直,cd,射出，一个从,d,点射出，则从,c,、,d,两点射出的粒的,速度之比,；运动时间之比,;,加速度之比是,.,d,a,b,c,21,12,21,动脑筋3、一有界的正方形匀强磁场区域从a点以不同的速度水平射,13,带电粒子在匀强磁场中的运动-【公开课教学课件】高中物理,14,