洛伦兹力与现代技术

1、1-751如右图如右图,若已知两板间存在相互正交的匀强电场若已知两板间存在相互正交的匀强电场E与匀强磁场与匀强磁场B,从粒子源出来的带正电的粒子速度从粒子源出来的带正电的粒子速度水平向右水平向右,重力不计重力不计,则则（1）这个粒子受到哪些力的作用）这个粒子受到哪些力的作用?（2）速度多大的粒子才能沿直线穿过场区）速度多大的粒子才能沿直线穿过场区?S+离子源离子源fV+ + + +- - - -F电电EB三、速度选择器三、速度选择器qEBqv EvB分析分析: 在电、磁场中在电、磁场中,若不计重力若不计重力,则则:1-752结论：结论：1. 速度选择器只选择速度速度选择器只选择速度,与电荷的正

2、负以及电与电荷的正负以及电量无关量无关2. 注意电场和磁场的方向搭配注意电场和磁场的方向搭配【讨论与交流讨论与交流】1. 若该粒子的若该粒子的电量变了电量变了,以这样的速度能否沿直以这样的速度能否沿直线穿过线穿过?2.负电荷负电荷以这样的速度能否沿直线穿过？以这样的速度能否沿直线穿过？qEBqv EvB练习：百家作业p例针对训练人造太阳人造太阳-托卡马克装置托卡马克装置一、带电粒子在磁场中的运动一、带电粒子在磁场中的运动无磁场时电子束的径迹无磁场时电子束的径迹垂直射入匀强磁场时垂直射入匀强磁场时电子束的径迹电子束的径迹问题问题1在仅受在仅受电场力电场力的情况下，的情况下，带电粒子垂直电场方向进

3、带电粒子垂直电场方向进入匀强电场时会做什么运入匀强电场时会做什么运动呢？动呢？VV+问题问题2在仅受在仅受磁场力磁场力的情况下，的情况下，带电粒子垂直磁场方向进带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运入匀强磁场时会做什么运动呢？动呢？网络教学专家网络教学专家环形线圈环形线圈电子射线管电子射线管洛伦兹力演示仪洛伦兹力演示仪VVff线圈未通电时，线圈未通电时，B=0线圈通电时，线圈通电时，B0 方方向垂直线圈平面向里向垂直线圈平面向里观察与思考：观察与思考：1、带电粒子做圆周运动、带电粒子做圆周运动的轨迹平面与磁场方向有的轨迹平面与磁场方向有何关系？何关系？2、你认为粒子的运动是、你认为粒子的

4、运动是匀速圆周运动吗？判断的匀速圆周运动吗？判断的依据是什么？依据是什么？结论：结论：仅受磁场力的作用下，垂仅受磁场力的作用下，垂直进入匀强磁场的带电粒直进入匀强磁场的带电粒子做子做_ 运动运动.讨论与交流：讨论与交流：1、什么条件下，带电粒子在匀强磁场中的、什么条件下，带电粒子在匀强磁场中的径迹是直线、圆？径迹是直线、圆？2、导出质量为、导出质量为m，电荷量为，电荷量为q，速率为，速率为V的的带电粒子在匀强磁场带电粒子在匀强磁场B中做匀速圆周运动的中做匀速圆周运动的轨道半径轨道半径r和周期和周期T的公式。的公式。VV网络教学专家网络教学专家带电粒子在匀强磁场中的运动形式带电粒子在匀强磁场中的

5、运动形式带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道轨道半径半径r和周期和周期T推导推导:粒子做匀速圆周运动所需的向心力是由粒子所受的洛伦粒子做匀速圆周运动所需的向心力是由粒子所受的洛伦兹力提供的兹力提供的,所以所以qBmvr qBmT2rvmqvB2vrT2说明说明:1、轨道半径和粒子的运动速率成正比。、轨道半径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动速率无关。、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。vf+q1.如图如图1所示，两个相同的带电粒子，不计重力，同所示，两个相同的带电粒子，不计重力，同时从时从A孔沿孔沿AD方向射入一正方形空腔的匀强磁场中，方向射入一正方形空腔的匀强磁场中，它们的轨迹分别为它们的轨迹分别为a和和b，则它们的速率和在空腔里的，则它们的速率和在