帶電粒子的運(yùn)動(dòng)

1、6 6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)第課時(shí)復(fù)習(xí)回顧：復(fù)習(xí)回顧： 洛倫茲力對(duì)帶電粒子的速度有什么影響？洛倫茲力對(duì)帶電粒子做的功是多少？ 洛倫茲力總是與速度方向垂直，只改變速度的方向，不改變速度的大小。洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功。猜想猜想F洛洛F洛洛F洛洛F洛洛洛倫茲力演示洛倫茲力演示儀儀實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)： 勵(lì)磁線圈勵(lì)磁線圈電電 子子 槍槍 勵(lì)磁電流旋鈕勵(lì)磁電流旋鈕加速電壓加速電壓旋鈕旋鈕洛倫茲力演示洛倫茲力演示儀儀實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：玻玻 璃璃 泡泡一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)1、帶電粒子平行磁場方向射入勻強(qiáng)磁場的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（重力不計(jì)）： 2、帶電粒子垂直磁場方向射入勻強(qiáng)磁場的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

2、（重力不計(jì)）： （1 1）半徑公式半徑公式：rvmqvB2qBmvr （2 2）周期公式周期公式：qBmvrT22周期周期T T與與V V及及r r無關(guān)無關(guān)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)【對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)】電子、質(zhì)子、氘核、氚核以同樣的電子、質(zhì)子、氘核、氚核以同樣的速度垂直射入同一勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度垂直射入同一勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中軌道半徑最大的是（其中軌道半徑最大的是（ ） A電子電子 B質(zhì)子質(zhì)子 C氘核氘核 D氚核氚核 分析：根據(jù)分析：根據(jù) ，由于四個(gè)粒子的電量，由于四個(gè)粒子的電量是相等的，而氚核的質(zhì)量最大，所以半徑是相等的，而氚核的質(zhì)量最大，所以半徑最大

3、。最大。Bqmvr D 【例題例題1】 一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q的粒子，從容器下方的粒子，從容器下方的小孔的小孔S1飄入電勢差為飄入電勢差為U的加速電場，其初速度幾乎為零，然后的加速電場，其初速度幾乎為零，然后經(jīng)過經(jīng)過S3沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，的勻強(qiáng)磁場中，最后打到照相底片最后打到照相底片D上。上。（1）求粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速率。）求粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速率。（2）求粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。）求粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。mq2v mv2112UqU解得：）加速：解：（qmU2B1rvqmvrrvmqv)2(2

4、可得：代入解得偏轉(zhuǎn)：BB這就是質(zhì)譜儀的工作原理這就是質(zhì)譜儀的工作原理v二、質(zhì)譜儀二、質(zhì)譜儀4.4.應(yīng)用應(yīng)用: :是測量帶電粒子質(zhì)量是測量帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具和分析同位素的重要工具2.2.工作原理：將質(zhì)量不等、工作原理：將質(zhì)量不等、電荷數(shù)相等的帶電粒子經(jīng)同電荷數(shù)相等的帶電粒子經(jīng)同一一電場加速電場加速再垂直進(jìn)入同一再垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場，由于粒子質(zhì)量不，由于粒子質(zhì)量不同，引起軌跡半徑不同而分同，引起軌跡半徑不同而分開，進(jìn)而分析某元素中所含開，進(jìn)而分析某元素中所含同位素的種類同位素的種類3.3.發(fā)明者：發(fā)明者：阿斯頓阿斯頓1.1.原理圖原理圖: :如右圖所示如右圖所示【變式練習(xí)

5、變式練習(xí)1】如圖，虛線上方存在無窮大的磁場，如圖，虛線上方存在無窮大的磁場，一帶正電的粒子質(zhì)量一帶正電的粒子質(zhì)量m m，電量，電量q q，若它以速度，若它以速度v v沿與虛沿與虛線成線成30300 0、1501500 0角分別射入，請(qǐng)你作出上述兩種情況角分別射入，請(qǐng)你作出上述兩種情況下粒子的軌跡，并求其在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。下粒子的軌跡，并求其在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。30300 01501500 0vv30300 030300 06 60 00 0vv入射角入射角300時(shí)時(shí)qBmqBmt3236060 o1501500 01501500 0vv結(jié)論：從同一直線邊界射入的粒子，從同一邊結(jié)論：從同一直線

6、邊界射入的粒子，從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等。界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等。入射角入射角1500時(shí)時(shí)qBmqBmt352360300 o小結(jié)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的處理方法小結(jié)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的處理方法 1、找圓心：、找圓心： 2、定半徑：、定半徑： 3、畫軌跡：畫軌跡：圓或圓弧圓或圓弧 4 、求時(shí)間：求時(shí)間：Tt360qBmT2幾何方法求半徑幾何方法求半徑半徑公式求半徑半徑公式求半徑利用利用vr利用弦的中垂線利用弦的中垂線dBev【例題例題2 2】如圖所示，一束電子（電量為如圖所示，一束電子（電量為e)e)以速度以速度V V垂垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B、寬度為、寬度為d d的勻強(qiáng)磁場，穿透磁的勻強(qiáng)磁場，穿透磁場時(shí)的速度與電子原來的入射方向的夾角為場時(shí)的速度與電子原來的入射方向的夾角為30300 0。求。求 : : (1) (1) 電子的質(zhì)量電子的質(zhì)量m (2) m (2) 電子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)