运动电荷在磁场中受到的力高中物理新人教选修实用教案

会计学1运动电荷在磁场运动电荷在磁场(cchng)中受到的力高中受到的力高中物理新人教选修中物理新人教选修第一页，共28页。第1页/共28页第二页，共28页。第2页/共28页第三页，共28页。第3页/共28页第四页，共28页。1、带电粒子的轨迹在哪个方位？、带电粒子的轨迹在哪个方位？ 2、速度如何、速度如何(rh)变化？变化？ 3、受力如何、受力如何(rh)变化？变化？ 4、轨迹是什么形状、轨迹是什么形状? v第4页/共28页第五页，共28页。轨迹平面与磁场垂直因为带电粒子的初速度和所受洛伦兹力的方向都在跟磁场方向垂直的平面内，没有任何作用使粒子离开这个平面速度大小不变因为洛伦兹力总是跟粒子的运动方向垂直,所以洛伦兹力不对粒子做功，粒子的速度大小不变速度方向时刻改变因为洛伦兹力总是跟粒子的运动方向垂直，所以速度方向改变受力大小不变因为速度大小不变,所以洛伦兹力大小也不变受力方向时刻改变因为速度方向改变，所以洛伦兹力方向也改变轨迹形状圆因为带电粒子受到一个大小不变，方向总与粒子运动方向垂直的力，因此带电粒子做匀速圆周运动，其向心力就是洛伦兹力第5页/共28页第六页，共28页。两个平行的通电两个平行的通电(tng din)环形线圈可产生沿轴线方环形线圈可产生沿轴线方向的匀强磁场向的匀强磁场第6页/共28页第七页，共28页。结论结论(jiln)：带电粒子垂直进入磁场中，粒子在垂直磁场方向的带电粒子垂直进入磁场中，粒子在垂直磁场方向的平面内做匀速圆周运动，此洛伦兹力不做功。平面内做匀速圆周运动，此洛伦兹力不做功。问题：问题：一带电量为一带电量为q，质量为，质量为m，速度为，速度为v的带电粒子垂直的带电粒子垂直(chuzh)进入磁感应强度为进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其半的匀强磁场中，其半径径r和周期和周期T为多大？为多大？实验现象实验现象(xinxing)：在暗室中可以清楚地看到，在没有磁：在暗室中可以清楚地看到，在没有磁场作用时，电子的径迹是直线；在管外加上匀强磁场，电子场作用时，电子的径迹是直线；在管外加上匀强磁场，电子的径迹变弯曲成圆形。的径迹变弯曲成圆形。第7页/共28页第八页，共28页。推导推导:粒子粒子(lz)做匀速圆周运动所需的向心力做匀速圆周运动所需的向心力 是由是由粒子粒子(lz)所受的洛伦兹力提供的所受的洛伦兹力提供的,所以所以说明说明:1、轨道半径、轨道半径(bnjng)和粒子的运动速率成正比。和粒子的运动速率成正比。2、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期和运、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期和运动速率无关。动速率无关。第8页/共28页第九页，共28页。例题例题(lt)2(lt)2：如图所示，一束带正电的相同的粒子：如图所示，一束带正电的相同的粒子垂直磁场边界自垂直磁场边界自O O点射入匀强磁场中后分成了点射入匀强磁场中后分成了3 3束，其束，其运动轨迹如图，粒子运动方向与磁场方向垂直，不计运动轨迹如图，粒子运动方向与磁场方向垂直，不计粒子的重力作用，已知粒子的重力作用，已知OA=OC/2=OD/3OA=OC/2=OD/3，则这三束粒子，则这三束粒子的速率之比的速率之比 = =第9页/共28页第十页，共28页。 第10页/共28页第十一页，共28页。氘核氘核( )、氚核、氚核( )、氦核、氦核( )都垂都垂直磁场方向入射同一匀强磁场，求以下直磁场方向入射同一匀强磁场，求以下几种情况下，它们轨道半径几种情况下，它们轨道半径(bnjng)之之比及周期之比各是多少？（比及周期之比各是多少？（1）以相同速）以相同速率射入磁场；（率射入磁场；（2）以相同动能射入磁）以相同动能射入磁场场第11页/共28页第十二页，共28页。V V0 0P PM MO OV V第12页/共28页第十三页，共28页。V VP PM MO O第13页/共28页第十四页，共28页。(偏向角）偏向角）vvO第14页/共28页第十五页，共28页。第15页/共28页第十六页，共28页。第16页/共28页第十七页，共28页。第17页/共28页第十八页，共28页。第18页/共28页第十九页，共28页。第19页/共28页第二十页，共28页。第20页/共28页第二十一页，共28页。第21页/共28页第二十二页，共28页。第22页/共28页第二十三页，共28页。第23页/共28页第二十四页，共28页。第24页/共28页第二十五页，共28页。第25页/共28页第二十六页，共28页。第26页/共28页第二十七页，共28页。第27页/共28页第二十八页，共28页。