带电粒子在磁场中的运动_Microsoft_PowerPoint_演示文稿

1、（第一课时）（第一课时）洛伦兹力洛伦兹力: 运动电荷运动电荷在磁场中受到的力在磁场中受到的力一、洛伦兹力一、洛伦兹力1.大小：大小：f=qvBsin，式中，式中为为v与与B的夹角的夹角. 2.方向：方向：左手定则左手定则静止的电荷一定不受静止的电荷一定不受洛伦兹力的作用洛伦兹力的作用当当vB时，时， 洛伦兹力洛伦兹力f=0； 当当vB时，时，洛伦兹力洛伦兹力f=qvB vf二、带电粒子在匀强磁场中的运动二、带电粒子在匀强磁场中的运动qBmvr vrT2（2）VB-匀速圆周运动匀速圆周运动（1）V/B-匀速直线运动匀速直线运动rvmqvB2周期与运动速度周期与运动速度和半径有关吗？和半径有关吗？

2、qBm2 例例1 1：两个粒子带电量相等，在同一匀强磁场：两个粒子带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动，则中只受磁场力而做匀速圆周运动，则( )( ) A. A.若速率相等，则半径相等若速率相等，则半径相等 B.B.若速率相等，则周期相等若速率相等，则周期相等 C.C.若动量大小相等，则半径相等若动量大小相等，则半径相等 D.D.若动能相等，则周期相等若动能相等，则周期相等C:轨迹问题的定性分析轨迹问题的定性分析 例例2.2.一带电粒子沿垂直于磁场的方一带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图，径迹上每一段都可看成园迹如图，径

3、迹上每一段都可看成园弧，由于带电粒子使沿途中的空气弧，由于带电粒子使沿途中的空气电离，粒子的动能逐渐减少电离，粒子的动能逐渐减少( (电量不电量不变变), ),则可判断则可判断 ( )( ) A A、粒子从、粒子从a a 到到 b b ，带正电；，带正电； B B、粒子从、粒子从b b 到到 a a ，带负电；，带负电； C C、粒子从、粒子从a a 到到 b b ，带负电；，带负电； DD、粒子从、粒子从b b 到到 a a， 带正电。带正电。B1、确定圆心、确定圆心方法一：方法一：已知两个速度已知两个速度方向方向可找到两条半径，可找到两条半径，其交点是圆心。其交点是圆心。方法二：方法二：已

4、知入射已知入射方向方向和出射点的和出射点的位置位置通过入射点作入射方向的垂通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，线，连接入射点和出射点，作作中垂线中垂线，交点是圆心。，交点是圆心。O:带电粒子在磁场中的运动的定量计算：带电粒子在磁场中的运动的定量计算：1、确定圆心、确定圆心2、运动时间的确定：、运动时间的确定：vst 或关键：画轨迹、定圆心、求半径。关键：画轨迹、定圆心、求半径。Tt360:带电粒子在磁场中的运动的定量计算：带电粒子在磁场中的运动的定量计算：圆心角等于圆心角等于速度偏转角速度偏转角圆心角等于圆心角等于弦切角的两倍：弦切角的两倍：=2CDBv例例3：如图，在：如图，在B

5、=9.1x10-4T的匀强磁场中，的匀强磁场中，C、D是垂是垂直于磁场方向的同一平面上直于磁场方向的同一平面上的两点，相距的两点，相距d=0.05m。在。在磁场中运动的电子经过磁场中运动的电子经过C点点时的速度方向与时的速度方向与CD成成=300角，并与角，并与CD在同一平面内，在同一平面内，问：问：(1)若电子后来又经过若电子后来又经过D点，则电子的速度大小是点，则电子的速度大小是多少？多少？(2)电子从电子从C到到D经历的时间是多少？经历的时间是多少？(电子质量电子质量me=9.1x10-31kg，电量，电量e=1.6x10-19C)1、带电粒子在无界磁场中的运动、带电粒子在无界磁场中的运

6、动解析解析：电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，如图所示；1=90=60，2=60OCD为正三角形，即电子做匀速圆周运动半径R=CD=d 由洛伦兹力提供向心力有：由洛伦兹力提供向心力有：RvmevB2则电子的速度则电子的速度 ：smmeBRv/101 . 905. 0101 . 9106 . 131419电子在磁场中运动的周期：电子在磁场中运动的周期：vRT2电子从电子从C点到点到D点所用的时间点所用的时间 ：svRTt9105 . 6361sm/100 . 86例例4：如图，圆形区域内存在垂：如图，圆形区域内存在垂直纸面向外、半径为直纸面向外、半径为r的匀强磁的匀强磁场，现有一电量为场，现有一电

7、量为q，质量为，质量为m的正离子以速度的正离子以速度v从从a点沿圆形点沿圆形区域的直径射入，设正离子射区域的直径射入，设正离子射出磁场区域的方向与入射方向出磁场区域的方向与入射方向的夹角为的夹角为600，求磁场的磁感应，求磁场的磁感应强度强度B和穿过磁场的时间和穿过磁场的时间 。aor vRvO/O OrqmvB33vRt3vr33 rR3例例5 ：如图所示，一电量为如图所示，一电量为e，质量为，质量为m的电子，的电子，以速度以速度V0垂直射入磁感应强度为垂直射入磁感应强度为B，宽为宽为d的匀强磁场中，若要求电子不的匀强磁场中，若要求电子不从右边界穿出，则初速度从右边界穿出，则初速度V0有什么有什么要求？要求？ Be v0dBmeBdV 0若要电子不从右边界穿出，则若要电子不从右边界穿出，则例例6 6：两板间（长为：两板间（长为L L，相距为，相距为L L）存在匀强磁场，带）存在匀强磁场，带负电粒子负电粒子q、m以速度以速度V V0 0从方形磁