物理磁场对运动电荷的作用力下新人教选修学习教案

1、物理物理 磁场对运动磁场对运动(yndng)电荷的作用力下电荷的作用力下新人教选修新人教选修第一页，共27页。复习(fx)知识:1.带电粒子在磁场中受洛伦兹力的计算公式？带电粒子运动方向垂直(chuzh)于磁场方向，f=qvB，该公式的设用条件是V与B相互垂直(chuzh),带电粒子运动方向平行于磁场方向，f=0。2.带电粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向？第1页/共27页第二页，共27页。第2页/共27页第三页，共27页。问题(wnt)讨论：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、

2、轨迹是什么形状、轨迹是什么形状? v第3页/共27页第四页，共27页。第4页/共27页第五页，共27页。洛伦兹力演示(ynsh)仪工作原理：由电子枪发出的电子射线可以(ky)使管 的低压水银蒸汽发出辉光，显示出电子的径迹。两个两个(lin )平行的通电环形线圈可产生沿平行的通电环形线圈可产生沿轴线方向的匀强磁场轴线方向的匀强磁场第5页/共27页第六页，共27页。结论：结论：带电粒子垂直带电粒子垂直(chuzh)进入磁场中，粒子在垂直进入磁场中，粒子在垂直(chuzh)磁场方向的平面内做匀速圆周运动，此磁场方向的平面内做匀速圆周运动，此洛伦兹力不做功。洛伦兹力不做功。问题：问题：一带电量一带电量

3、(dinling)为为q，质量为，质量为m，速度为，速度为v的的带电粒子垂直进入磁感应强度为带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，的匀强磁场中，其半径其半径r和周期和周期T为多大？为多大？实验现象：在暗室中可以清楚实验现象：在暗室中可以清楚(qng chu)地看到，在没有磁场作用地看到，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，电子的径迹变弯时，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。曲成圆形。第6页/共27页第七页，共27页。推导推导:粒子做匀速圆周运动粒子做匀速圆周运动(yndng)所需的向心力所需的向心力 是是由由粒子所受的洛伦兹力提供的粒子所受

4、的洛伦兹力提供的,所以所以rvmF2qBmvr qBmT2rvmqvB2vrT2说明说明:1、轨道半径和粒子的运动速率、轨道半径和粒子的运动速率(sl)成正比。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动速率(sl)无关。无关。第7页/共27页第八页，共27页。例题：如图所示，一束带正电的相同的粒子垂直例题：如图所示，一束带正电的相同的粒子垂直磁场边界自磁场边界自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，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，

5、已知不计粒子的重力作用，已知OA=OC/2=OD/3OA=OC/2=OD/3，则这，则这三束粒子的速率之比三束粒子的速率之比 1v2v3v= =第8页/共27页第九页，共27页。 第9页/共27页第十页，共27页。 氘核氘核( )、氚核、氚核( )、氦核、氦核( )都垂直都垂直磁场方向入射同一匀强磁场，求以下几种磁场方向入射同一匀强磁场，求以下几种情况下，它们轨道半径之比及周期之比各情况下，它们轨道半径之比及周期之比各是多少？是多少？（1）以相同速率射入磁场；）以相同速率射入磁场；（2）以相同动能射入磁场）以相同动能射入磁场H21H31He42第10页/共27页第十一页，共27页。V V0 0P PM MO OV V第11页/共27页第十二页，共27页。V VP PM MO O第12页/共27页第十三页，共27页。(偏向角）偏向角）vvO第13页/共27页第十四页，共27页。第14页/共27页第十五页，共27页。第15页/共27页第十六页，共27页。第16页/共27页第十七页，共27页。第17页/共27页第十八页，共27页。第18页/共27页第十九页，共27页。第19页/共27页第二十页，共27页。第20页/共27页第二十一页，共27页。第21页/共27页第二十二页，共27页。第22页/共27页第二十三页，共27页。lBvmq sin20 第23页/共2