例當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進入該

1、【例例】當(dāng)一帶正電當(dāng)一帶正電q的粒子以速度的粒子以速度v沿螺線管中軸沿螺線管中軸線進入該通電螺線管，若不計重力，則線進入該通電螺線管，若不計重力，則 （ ）A帶電粒子速度大小改變；帶電粒子速度大小改變；B帶電粒子速度方向改變；帶電粒子速度方向改變；C帶電粒子速度大小不變；帶電粒子速度大小不變；D帶電粒子速度方向不變。帶電粒子速度方向不變。C DC D作業(yè)答案1.C 2.ABD 3.B 4. 、 5.BC 6. 7.AD 8. 、9.d處最小，處最小，5.0 10-9T 10. 11.12. 13. AB vdBq2vd3 Blv2qBmv2qBmv2UdqBm822 RUdBqBm 2221

2、321121.nnnrr 思考思考物體的運動情況物體的運動情況由什么決定的？由什么決定的？受力情況和初始條件決定的受力情況和初始條件決定的一、帶電粒子在勻強磁場中的運動一、帶電粒子在勻強磁場中的運動帶電粒子平行射入勻強磁場的帶電粒子平行射入勻強磁場的運動狀態(tài)？運動狀態(tài)？ v/Bv/B（重力不計）（重力不計）問題問題1 1：問題問題2 2：帶電粒子垂直射入勻強磁場的運帶電粒子垂直射入勻強磁場的運動狀態(tài)？動狀態(tài)？ v vB B（重力不計）（重力不計）勻速直線運動勻速直線運動1 1、理論推導(dǎo)、理論推導(dǎo)（1 1）洛倫茲力的方向與速度方向的關(guān)系）洛倫茲力的方向與速度方向的關(guān)系（2 2）帶電粒子僅在洛倫茲

3、力的作用下，粒）帶電粒子僅在洛倫茲力的作用下，粒子的速率變化么？能量呢？子的速率變化么？能量呢？（3 3）洛倫茲力如何變化？）洛倫茲力如何變化？（4 4）從上面的分析，你認為垂直于勻強磁）從上面的分析，你認為垂直于勻強磁場方向射入的帶電粒子，在勻強磁場中的運場方向射入的帶電粒子，在勻強磁場中的運動狀態(tài)如何？動狀態(tài)如何？垂直且在同一平面內(nèi)垂直且在同一平面內(nèi)v vB B速率不變，動能不變速率不變，動能不變大小不變，方向在不斷變化大小不變，方向在不斷變化勻速圓周運動勻速圓周運動1 1、實驗驗證、實驗驗證（1 1）洛倫茲力演示儀）洛倫茲力演示儀電子槍：射出電子電子槍：射出電子加速電場：作加速電場：作用

4、是改變電子束用是改變電子束出射的速度出射的速度勵磁線圈（亥勵磁線圈（亥姆霍茲線圈）：姆霍茲線圈）：作用是能在兩線作用是能在兩線圈之間產(chǎn)生平行圈之間產(chǎn)生平行于兩線圈中心的于兩線圈中心的連線的勻強磁場連線的勻強磁場（2）實驗演示）實驗演示a a、不加磁場時觀察電子束的徑跡、不加磁場時觀察電子束的徑跡b b、給勵磁線圈通電，觀察電子束的徑跡、給勵磁線圈通電，觀察電子束的徑跡c c、保持初射電子的速度不變，改變磁感、保持初射電子的速度不變，改變磁感應(yīng)強度，觀察電子束徑跡的變化應(yīng)強度，觀察電子束徑跡的變化d d、保持磁感應(yīng)強度不變，改變出射電子、保持磁感應(yīng)強度不變，改變出射電子的速度，觀察電子束徑跡的變

5、化的速度，觀察電子束徑跡的變化（3 3）實驗結(jié)論）實驗結(jié)論沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，在勻強磁場中做勻速圓周運動。在勻強磁場中做勻速圓周運動。磁場強度不變，粒子射入的速度增加，軌磁場強度不變，粒子射入的速度增加，軌道半徑也增大。道半徑也增大。粒子射入速度不變，磁場強度增大，軌道粒子射入速度不變，磁場強度增大，軌道半徑減小半徑減小。2 2、理論推導(dǎo)、理論推導(dǎo) 設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m，帶電量為，帶電量為q，以初速以初速v沿著與磁場沿著與磁場垂直垂直的方向射入勻的方向射入勻強磁場，在強磁場，在勻強磁場勻強磁場中做中做勻速圓周運動勻速

6、圓周運動推導(dǎo)粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動推導(dǎo)粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的的軌道半徑軌道半徑R和和運動周期運動周期T，與粒子的速，與粒子的速度度v和磁場的強度和磁場的強度B的關(guān)系表達式。的關(guān)系表達式。1 1）圓周運動的半徑）圓周運動的半徑mvRqB2 2）圓周運動的周期）圓周運動的周期2 mTqB2vqvBmR2 RTv由洛倫茲力提供向心力由洛倫茲力提供向心力對于確定的帶電粒子和磁場，有對于確定的帶電粒子和磁場，有R v對于確定磁場，有對于確定磁場，有T m/q,僅由粒子種類決定，僅由粒子種類決定，與與R和和v無關(guān)無關(guān)【例題例題】同一種帶電粒子以不同的速度垂直同一種帶電粒子以不同的速度垂直

7、磁場邊界、垂直磁感線射入勻強磁場中，磁場邊界、垂直磁感線射入勻強磁場中，其運動軌跡如圖所示，則可知：其運動軌跡如圖所示，則可知：（1）帶電粒子進入磁場的速度值有幾個？）帶電粒子進入磁場的速度值有幾個？（2）這些速度大小關(guān)系如何？）這些速度大小關(guān)系如何？（3）三束粒子從）三束粒子從O點出發(fā)分別到達點出發(fā)分別到達1、2、3點所用的時間關(guān)系如何？點所用的時間關(guān)系如何？ O1 2 3(1)3個個因因R1R2R3(2)v1v2v3(3)t1=t2=t3 【例題例題】如圖所示，在長直導(dǎo)線中有恒電流如圖所示，在長直導(dǎo)線中有恒電流I通過，通過，導(dǎo)線正下方電子初速度導(dǎo)線正下方電子初速度v方向與電流方向與電流I的

8、方向相同，電的方向相同，電子將子將() A.沿路徑沿路徑b運運動，軌跡是圓動，軌跡是圓 B.沿路徑沿路徑b運動，軌跡半徑越來越大運動，軌跡半徑越來越大 C.沿路徑沿路徑b運動，軌跡半徑越來越小運動，軌跡半徑越來越小 D.沿路徑沿路徑a運動，軌跡半徑越來越大運動，軌跡半徑越來越大Bab 【例題例題】一個帶電粒子沿垂直于磁場的方一個帶電粒子沿垂直于磁場的方向射入一勻強磁場，粒子的一段軌跡如圖向射入一勻強磁場，粒子的一段軌跡如圖所示，軌跡上的每一小段都可以近似看成所示，軌跡上的每一小段都可以近似看成圓弧。由于帶電粒子使沿途的空氣電離，圓弧。由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減小（粒子帶電量

9、不變），粒子的能量逐漸減?。Ｗ訋щ娏坎蛔儯?，從圖中情況可以確定（從圖中情況可以確定（ ） A.離子從離子從a到到b，帶正電，帶正電 B.離子從離子從a到到b，帶負電，帶負電 C.離子從離子從b到到a，帶正電，帶正電 D.離子從離子從b到到a，帶負電，帶負電C1、圓心的確定、圓心的確定 （1）已知兩個速度）已知兩個速度方向方向：可找：可找到兩條半徑，其交點是圓心。到兩條半徑，其交點是圓心。 （2）已知入射）已知入射方向方向和出射和出射點點的的位置：通過入射點作入射方向的垂位置：通過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和出射點，作中垂線，連接入射點和出射點，作中垂線，交點是圓心。線，交點是圓心。2

10、tT 2關(guān)鍵：確定圓心、半徑、圓心角關(guān)鍵：確定圓心、半徑、圓心角一、兩個具體問題：如何確定半徑和時間？一、兩個具體問題：如何確定半徑和時間？2、運動時間的確定：、運動時間的確定：帶電粒子在磁場中運動情況帶電粒子在磁場中運動情況 1、找圓心：方法、找圓心：方法- 2、定半徑：、定半徑： 3、確定運動時間：、確定運動時間：注意：用弧度表示用弧度表示幾何法求半徑幾何法求半徑向心力公式求半徑向心力公式求半徑qBmT 2 qBmTt 2dBev1、如圖所示，一束電子（電量為、如圖所示，一束電子（電量為e)以速度以速度V垂垂直射入磁感應(yīng)強度為直射入磁感應(yīng)強度為B、寬度為、寬度為d的勻強磁場，的勻強磁場，穿

11、透磁場時的速度與電子原來的入射方向的夾穿透磁場時的速度與電子原來的入射方向的夾角為角為300。求。求 : (1) 電子的質(zhì)量電子的質(zhì)量m=? (2) 電子在磁電子在磁場中的運動時間場中的運動時間t=?解：由幾何關(guān)系有：解：由幾何關(guān)系有：R=2d由洛倫茲力提供向心力有：由洛倫茲力提供向心力有：evB=mv2/R 2、如圖所示，在半徑、如圖所示，在半徑為為R的圓的范圍內(nèi)，有勻強的圓的范圍內(nèi)，有勻強磁場，方向垂直圓所在平磁場，方向垂直圓所在平面向里一帶負電的質(zhì)量面向里一帶負電的質(zhì)量為為m電量為電量為q粒子，從粒子，從A點點沿半徑沿半徑AO的方向射入，并的方向射入，并從從C點射出磁場點射出磁場AOC1

12、20o則此粒子在磁場中則此粒子在磁場中運行的時間運行的時間t_(不計不計重力重力) ABRvvO120120CqBmqBmt3 3、如圖所示，在直線、如圖所示，在直線MN的右側(cè)有磁感應(yīng)強度的右側(cè)有磁感應(yīng)強度為為B的勻強磁場，方向垂直向里。電子的勻強磁場，方向垂直向里。電子(電量電量e、質(zhì)量質(zhì)量m)以速度以速度v從從MN上的孔上的孔A，垂直于，垂直于MN方向方向射入勻強磁場，途經(jīng)射入勻強磁場，途經(jīng)P點，并點，并最終打在最終打在MN上的上的C點、已知點、已知AP連線與速度方向的夾角為連線與速度方向的夾角為，不計重力。求不計重力。求（1）A、C之間的距離之間的距離（2）從）從A運動到運動到P點所用的

13、時間。點所用的時間。ANMPveBmteBmvAC 22 CO【例題例題】如圖所示，在如圖所示，在POQ區(qū)域內(nèi)分布有磁感應(yīng)區(qū)域內(nèi)分布有磁感應(yīng)強度為強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，有一束正離子流（不計重力），沿紙面垂直于磁有一束正離子流（不計重力），沿紙面垂直于磁場邊界場邊界OQ方向從方向從A點垂直邊界射入磁場，已知點垂直邊界射入磁場，已知OA=d，POQ=45，離子的質(zhì)量為，離子的質(zhì)量為m、帶電荷、帶電荷量為量為q、要使離子不從、要使離子不從OP邊射出，離子進入磁場邊射出，離子進入磁場的速度最大不能超過多少？的速度最大不能超過多少？ POQA由幾

14、何關(guān)系有：由幾何關(guān)系有：RRd 2由洛倫茲力提供向心力有由洛倫茲力提供向心力有RmvqvB2 解之：解之： 12 mqBdv解：解：（一）質(zhì)譜儀（一）質(zhì)譜儀二、實際應(yīng)用二、實際應(yīng)用1.1.構(gòu)造構(gòu)造帶電粒子注入器帶電粒子注入器速度選擇器（速度選擇器（E E、B B1 1) )照相底片照相底片E EA A加加速速電電場場速速度度選選擇擇囂囂7 76 6 7 74 4 7 73 3 7 72 2 7 70 0+加速電場（加速電場（U U）偏轉(zhuǎn)磁場（偏轉(zhuǎn)磁場（B B2 2) )2.2.質(zhì)譜儀工作原理質(zhì)譜儀工作原理帶電粒子經(jīng)加速電場：帶電粒子經(jīng)加速電場：帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場：帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場：帶電粒子經(jīng)速度選擇器帶電粒子經(jīng)速度選擇器: :221mvqU 11/ BEvqvBqE得rvmqvB22由上可得：由上可得：EqrBBm21測量帶電粒子的質(zhì)量測量帶電粒子的質(zhì)量例題：一個質(zhì)