带电粒子在匀强磁场中的运动唐学英

1、第第6 6节节带电粒子在匀强磁场中的带电粒子在匀强磁场中的运动运动复习回顾：复习回顾：1 1、洛伦兹力的大小和方向如何确定？、洛伦兹力的大小和方向如何确定？2 2、洛伦兹力有什么特点？、洛伦兹力有什么特点？思考：思考： 上图中带电粒子在匀强磁场中将做什么运动？上图中带电粒子在匀强磁场中将做什么运动？ 例题：判断下图中带电粒子（电量例题：判断下图中带电粒子（电量q q，重重力不计）所受洛伦兹力的大小和方向：力不计）所受洛伦兹力的大小和方向： - B v + v B F一、带电粒子在匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中的运动问题问题1 1：带电粒子带电粒子平行平行射入匀强磁场的射入匀强磁场的运

2、动状态？运动状态？ （重力不计）（重力不计）问题问题2 2：带电粒子带电粒子垂直垂直射入匀强磁场的射入匀强磁场的运动状态？运动状态？ （重力不计）（重力不计）匀速直线运动匀速直线运动亥姆霍兹线圈亥姆霍兹线圈电电 子子 枪枪磁场强弱选择挡磁场强弱选择挡加速电压加速电压选择挡选择挡洛伦兹力演示器洛伦兹力演示器实验：实验：励磁线圈：作用是能在两线圈之间产生平行于作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场两线圈中心的连线的匀强磁场加速电场：作用是改变电子束出射的速度励磁线圈：励磁线圈：在两线圈之间产生平行于两线在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场圈中心的连线的匀强磁场. .加

3、速电场：加速电场：改变电子改变电子束出射的速度束出射的速度.电子枪：电子枪：射出电子射出电子1 1、构造及原理、构造及原理: :实验：洛伦兹力演示仪实验：洛伦兹力演示仪工作原理工作原理: :由电子枪发出的电子射线可以由电子枪发出的电子射线可以使管内的低压水银蒸汽发出辉光使管内的低压水银蒸汽发出辉光, ,显示出电显示出电子的径迹子的径迹. .实验：实验：（1）洛伦兹力演示仪）洛伦兹力演示仪（2 2）实验结论）实验结论 沿着与磁场沿着与磁场垂直垂直的方向射入磁场的带的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动. . 磁感应强度不变，粒子射入的速度增磁感应强

4、度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径也增大。加，轨道半径也增大。 粒子射入速度不变，磁感应强度增大，粒子射入速度不变，磁感应强度增大，轨道半径减小。轨道半径减小。（3 3）理论分析）理论分析因为：因为：洛仑兹力总与速度方向垂直洛仑兹力总与速度方向垂直.所以：所以：洛仑兹力不改变速度大小，洛仑兹力不改变速度大小， 洛仑兹力的大小也就不变洛仑兹力的大小也就不变.结论：结论： 沿着与磁场沿着与磁场垂直垂直的方向射入磁的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛仑兹力提供向心速圆周运动，由洛仑兹力提供向心力。力。 推导粒子在匀强磁场中做匀速圆周推导粒子在匀强

5、磁场中做匀速圆周运动的圆半径运动的圆半径r和运动周期和运动周期T，与粒子的，与粒子的速度速度v和磁感应强度和磁感应强度B的关系表达式的关系表达式. qvFB1 1）圆周运动的半径）圆周运动的半径mvRqB2 2）圆周运动的周期）圆周运动的周期2 mTqB2vqvBmR2 RTv带电粒子在匀强磁场中的圆周运动带电粒子在匀强磁场中的圆周运动例例1 1：一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向：一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场粒子的一段径迹如下图所射入一匀强磁场粒子的一段径迹如下图所示径迹上的每一小段都可近似看成圆示径迹上的每一小段都可近似看成圆弧由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子弧由于带电粒

6、子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小的能量逐渐减小( (带电量不变带电量不变) )从图中情况从图中情况可以确定可以确定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a a到到b b，带负电，带负电C C粒子从粒子从b b到到a a，带正电，带正电D D粒子从粒子从b b到到a a，带负电，带负电 C C-e2v.BT=2m/eBT=2m/eB例例 2、匀强磁场中，有两个电子分别以速率、匀强磁场中，有两个电子分别以速率v和和2v沿垂沿垂直于磁场方向运动，哪个电子先回到原来的出发点？直于磁场方向运动，哪个电子先回到原来的出发点？veBmvr两个电子同时回到原来的出发点两个电

7、子同时回到原来的出发点运动周期和电子的速率无关运动周期和电子的速率无关轨道半径与粒子射入的速度成正比轨道半径与粒子射入的速度成正比v-e两个电子轨道半径如何？两个电子轨道半径如何？1. 一束带电粒子以同一速度，并从同一位置进入匀强一束带电粒子以同一速度，并从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如图所示磁场，在磁场中它们的轨迹如图所示.粒子粒子q1的轨迹半的轨迹半径为径为r1，粒子，粒子q2的轨迹半径为的轨迹半径为r2，且，且r22r1，q1、q2分分别是它们的带电量别是它们的带电量.则则 q1 带带_电、电、q2带带_电，荷质电，荷质比之比为比之比为 q1/m1 : q2/m2 _.r1r

8、2v2:1正正负负解解: r=mv/qBq/m=v/Br1/rq 1/m1 : q2 /m2 = r2/r1 = 2:1返回返回例题：一个质量为例题：一个质量为m、电荷量为电荷量为q的粒子，从容器下的粒子，从容器下方的小孔方的小孔S1飘入电势差为飘入电势差为U的加速电场，然后经过的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁的匀强磁场中，最后打到照相底片场中，最后打到照相底片D上（图上（图3.6-4）。）。求粒子进入磁场时的速率。求粒子进入磁场时的速率。求粒子在磁场中运动的轨道半径。求粒子在磁场中运动的轨道半径。质谱仪质谱仪最初是由汤

9、姆生的学生最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的，他用质谱仪发阿斯顿设计的，他用质谱仪发现了氖现了氖2020和氖和氖2222，证实了同位，证实了同位素的存在。现在质谱仪已经是素的存在。现在质谱仪已经是一种十分精密的仪器，是测量一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。的重要工具。质谱仪质谱仪原理分析原理分析1 1、基本原理、基本原理将质量不等、电荷数将质量不等、电荷数相等的带电粒子经同一电相等的带电粒子经同一电场加速再垂直进入同一匀场加速再垂直进入同一匀强磁场，由于粒子质量不强磁场，由于粒子质量不同，引起轨迹半径不同。同，引起轨迹半径不同。2、推导推导

10、212qUm v加 速 ：12mvRdqB偏转：1122mURdBq3、作用、作用（1）测量带电粒子质量）测量带电粒子质量（2）测比荷）测比荷（3）分析同位素（发现氖）分析同位素（发现氖20和氖和氖22）一、质谱仪一、质谱仪原理分析原理分析1 1、质谱仪、质谱仪: :是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具2、工作原理、工作原理将质量不等、电荷数相等的带电粒子经同一将质量不等、电荷数相等的带电粒子经同一电场加速电场加速再垂直进入同一再垂直进入同一匀强磁场匀强磁场，由于粒子质量不同，由于粒子质量不同，引起轨迹半径不同而分开，进而分析某元素中所含同位素引起轨

11、迹半径不同而分开，进而分析某元素中所含同位素的种类的种类质谱仪的两种装置质谱仪的两种装置带电粒子质量带电粒子质量m,电荷量电荷量q,由电压由电压U加速后垂直进加速后垂直进入磁感应强度为入磁感应强度为B的匀强磁场的匀强磁场,设轨道半径设轨道半径为为r,则有：则有：NUOMB221mvqU rmvqvB2 可得可得222rBUmq 带电粒子质量带电粒子质量m,电荷量电荷量q,以速度以速度v穿过速度选择穿过速度选择器器(电场强度电场强度E，磁感应强度磁感应强度B1),垂直进入磁感应强垂直进入磁感应强度为度为B2的匀强磁场的匀强磁场.设轨道半径为设轨道半径为r,则有：则有：MB2EB1NqE=qvB1

12、rmvqvB22 可得：可得：rBBEmq11 均可测定荷质比均可测定荷质比带电粒子在带电粒子在无界无界匀强磁场中的运动匀强磁场中的运动F洛洛=0匀速直线运动匀速直线运动F洛洛=Bqv匀速圆周运动匀速圆周运动F洛洛=Bqv等距螺旋（等距螺旋（090）V/BVBv与与B成成角角mVRqB2 mTqB在在只只有有洛洛仑仑兹兹力力的的作作用用下下带电粒子在磁场中运动情况研究带电粒子在磁场中运动情况研究 1、找圆心：方法、找圆心：方法 2、定半径：、定半径： 3、确定运动时间：、确定运动时间：Tt2qBmT2注意：用弧度表示用弧度表示几何法求半径几何法求半径向心力公式求半径向心力公式求半径利用利用vR

13、利用弦的中垂线利用弦的中垂线确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法1 1、物理方法：物理方法：作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。2 2、物理和几何方法：物理和几何方法：作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向的作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向的延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从而确延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。定其运动轨迹。3 3、几何方法

14、：几何方法：圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上两条切线圆周上两条切线夹角的平分线过圆心夹角的平分线过圆心过切点作切线的垂线过圆心过切点作切线的垂线过圆心301.1.圆心在哪里圆心在哪里? ?2.2.轨迹半径是多少轨迹半径是多少? ?OBdv 例例3 3：r=d/sin 3030o o =2d=2d r=mv/qBt=（ 3030o o /360360o o）T=T= T/12T=2 m/qBT=2 r/v小结：小结：rt/T= 3030o o /360360o oA=30vqvBqvB=mv=mv2 2/r/rt=T/12= m/6qB3、偏转角、偏转角=圆

15、心角圆心角1、两洛伦、两洛伦力的交点即圆心力的交点即圆心2、偏转角：初末速度的夹角。、偏转角：初末速度的夹角。4.4.穿透磁场的时间如何求？穿透磁场的时间如何求？3 3、圆心角、圆心角 =? =? t=T/12= d/3vt=T/12= d/3vm=m=qBr/vqBr/v=2qdB/v=2qdB/vff1.如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电的粒子质如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电的粒子质量量m m、电量、电量q q、若它以速度、若它以速度v v沿与虚线成沿与虚线成30300 0、60600 0、90900 0、1201200 0、1501500 0、1801800 0角分别射入

16、，请你作出上述几种情况下角分别射入，请你作出上述几种情况下粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。有界磁场问题：入射角入射角300时时qBmqBmt3261入射角入射角1500时时qBmqBmt35265例例:如图所示，在第一象限有磁感应强度为如图所示，在第一象限有磁感应强度为B的的匀强磁场，一个质量为匀强磁场，一个质量为m，带电量为，带电量为+q的粒子的粒子以速度以速度v从从O点射入磁场，点射入磁场，角已知，求粒子在磁角已知，求粒子在磁场中飞行的时间和飞离磁场的位置（粒子重力场中飞行的时间和飞离磁场的位置（粒子重力不计）不计）粒子在磁场中做圆周运动的对称规

17、律：粒子在磁场中做圆周运动的对称规律：从同一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，从同一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。速度与边界的夹角相等。1 1、两个对称规律：、两个对称规律：例例5 5、如图所示，在半径为、如图所示，在半径为r r的圆形区域内，有一个匀强的圆形区域内，有一个匀强磁场，一带电粒子以速度磁场，一带电粒子以速度v v0 0从从M M点沿半径方向射入磁场区，点沿半径方向射入磁场区，并由并由N N点射出，点射出，O O点为圆心，点为圆心，AOB=120AOB=120，求粒子在磁场，求粒子在磁场区的偏转半径区的偏转半径R R及在磁场区中的运动时间。（粒子重

18、力不及在磁场区中的运动时间。（粒子重力不计）计）rR6030r/R=tan30R=rtan60ot=（ 6060o o /360360o o）T=T= T/6T=2 R/v030rR30336vrTtr/R=sin30 R/r=tan60临界问题临界问题例：长为例：长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为示，磁感强度为B，板间距离也为板间距离也为L，板不带电，现有质量为板不带电，现有质量为m，电量为电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度磁感线以速

19、度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是：的办法是： （ ）A使粒子的速度使粒子的速度v5BqL/4mC使粒子的速度使粒子的速度vBqL/mD使粒子速度使粒子速度BqL/4mv dr d/2mv0/qB d/2B 2mv0q/dr r1 1r q mv0/13d1.1.加速器的种类有哪些加速器的种类有哪些? ?2.2.各自是如何实现对带电粒子加速的各自是如何实现对带电粒子加速的? ?3.3.各有什么优缺点各有什么优缺点? ?阅读课本P101 思考下列问题思考下列问题1 1加速原理：加速原理： 利用加速电场对带电粒子做正功使利用加速电场对带

20、电粒子做正功使 带电粒子的动能增加。带电粒子的动能增加。二二. .加速器加速器qUmv212 +U+1 1加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电粒子的动能增加，使带电粒子的动能增加，qUqU= = E Ek k2 2直线加速器，多级加速直线加速器，多级加速如图所示是多级加速装置的原理图：如图所示是多级加速装置的原理图：加速器加速器直线加速器直线加速器粒子在每个加速电场中的运动时间相等，粒子在每个加速电场中的运动时间相等，因为交变电压的变化周期相同因为交变电压的变化周期相同多级直线加速器有什么缺点？多级直线加速器有什么缺点？直线加速器直线加速器 利用加

21、速电场对带电粒子做正利用加速电场对带电粒子做正功功,使带电的粒子动能增加，使带电的粒子动能增加，即即 qU =Ek直线加速器的多级加速：直线加速器的多级加速： 教材图教材图3.6-5所示的是多级所示的是多级加速装置的原理图，由动能定理可知，带电粒加速装置的原理图，由动能定理可知，带电粒子经子经n级的电场加速后增加的动能，级的电场加速后增加的动能， Ek=q（U1+U2+U3+U4+Un）直线加速器占有的空间范围大，在有限的空直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间内制造直线加速器受到一定的限制。间内制造直线加速器受到一定的限制。P1图图3.6-5多级加速器多级加速器P2P3P4P5P6一级一级

22、二级二级三级三级n级级加速原理：加速原理：1932年年,美国物理学家劳仑斯发明了美国物理学家劳仑斯发明了从而使人类在获得具有较高能量的粒子方面迈进了从而使人类在获得具有较高能量的粒子方面迈进了一大步为此，劳仑斯荣获了诺贝尔物理学奖一大步为此，劳仑斯荣获了诺贝尔物理学奖二、回旋加速器 1 119321932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，实现了在较小的空间范围内进行多级加器，实现了在较小的空间范围内进行多级加速速2 2工作原理：利用工作原理：利用电场电场对带电粒子的对带电粒子的加速加速作用作用和和磁场磁场对运动电荷的对运动电荷的偏转偏转作用来获得高能粒子，

23、作用来获得高能粒子，这些过程在回旋加速器的核心部件这些过程在回旋加速器的核心部件两个两个D D形盒和其间的窄缝内完成。形盒和其间的窄缝内完成。 （1 1）磁场的作用：带电粒子以某一速度垂直磁场方向进）磁场的作用：带电粒子以某一速度垂直磁场方向进入匀强磁场后，并在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，入匀强磁场后，并在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其周期和速率、半径均无关，带电粒子每次进入其周期和速率、半径均无关，带电粒子每次进入D D形形盒都运动相等的时间（半个周期）后平行电场方向进盒都运动相等的时间（半个周期）后平行电场方向进入电场中加速入电场中加速（2 2）电场的作用：回旋加速器的两个）电场的作用

24、：回旋加速器的两个D D形盒之间的窄缝形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的并垂直于两区域存在周期性变化的并垂直于两D D形盒正对截面的形盒正对截面的匀强电场，带电粒子经过该区域时被加速匀强电场，带电粒子经过该区域时被加速（3 3）交变电压：为了保证带电粒子每次经过窄缝时都被）交变电压：为了保证带电粒子每次经过窄缝时都被加速，使之能量不断提高，须在窄缝两侧加上跟带电加速，使之能量不断提高，须在窄缝两侧加上跟带电粒子在粒子在D D形盒中运动周期相同的交变电压形盒中运动周期相同的交变电压回旋加速器回旋加速器1 1、作用：产生高速运动的粒子、作用：产生高速运动的粒子2 2、原理、原理 用磁场控制轨道、用

25、电场进行加速用磁场控制轨道、用电场进行加速+- +-不变无关、与TrvqBmT22DqBmv mqBDv2 2DqBmv 221mvEK mDBqEK8222 D越大，越大，EK越大，是不是只要越大，是不是只要D不断增大，不断增大， EK 就可以无限制增大呢就可以无限制增大呢?mDBqEK8222带电粒子的最终能量带电粒子的最终能量当带电粒子的速度最大时，其运动半径也当带电粒子的速度最大时，其运动半径也最大，由最大，由r=r=mv/qBmv/qB得得v= v= rqB/mrqB/m，若，若D D形盒的半径形盒的半径为为R R，则带电粒子的最终动能：，则带电粒子的最终动能：mRBqEm22222

26、.交变电场的周期和粒子的运动周期交变电场的周期和粒子的运动周期 T相同相同-保证粒子每次经过交变保证粒子每次经过交变 电场时都被加速电场时都被加速1. 粒子在匀强磁场中的运动周期不变粒子在匀强磁场中的运动周期不变 qBmT23.带电粒子每经电场加速一次带电粒子每经电场加速一次,回旋半径回旋半径 就增大一次就增大一次,每次增加的动能为每次增加的动能为qUEK4.粒子加速的最大速度由盒的半径决定粒子加速的最大速度由盒的半径决定周期与速度和轨道半径无关周期与速度和轨道半径无关带电粒子做匀速圆周运动的周期公式带电粒子做匀速圆周运动的周期公式 ,qBmT2 带电粒子的周期在带电粒子的周期在q、m、B不变

27、的情况下与速度不变的情况下与速度和轨道半径无关。和轨道半径无关。 因而圆运动周长因而圆运动周长 qBmvr22 也将与也将与v成正比例地增大，成正比例地增大， 如果其他因素如果其他因素(q、m、B)不变不变, 则当速率则当速率v加大时加大时,qBmvr 得知圆运动半径将与得知圆运动半径将与v成正比例地增大成正比例地增大,由由因此运动一周的时间（周期）仍将保持原值。因此运动一周的时间（周期）仍将保持原值。 最终能量最终能量粒子运动半径最大为粒子运动半径最大为D形盒的半径形盒的半径R带电粒子经加速后的最终能量：带电粒子经加速后的最终能量：由由qBmvR 有有 ,mqBRv 所以最终能量为所以最终能

28、量为 mqRBmvEk2212222 讨论：要提高带电粒子的最终能量，应采取什讨论：要提高带电粒子的最终能量，应采取什么措施？么措施？ 回旋加速器加速的带电粒子回旋加速器加速的带电粒子, 能量达到能量达到25 MeV 30 MeV后，就很难再加速了。后，就很难再加速了。1. 在磁场中做圆周运动在磁场中做圆周运动,周期不变周期不变2. 每一个周期加速两次每一个周期加速两次3. 电场的周期与粒子在磁场中做圆周运动周期相电场的周期与粒子在磁场中做圆周运动周期相同同4. 电场一个周期中方向变化两次电场一个周期中方向变化两次5. 粒子加速的最大速度由盒的半径决定粒子加速的最大速度由盒的半径决定6. 电场

29、加速过程中电场加速过程中,时间极短时间极短,可忽略可忽略结论结论四、霍尔效应四、霍尔效应 18791879年霍耳发现，把一载流导体放在磁场中，如果磁场年霍耳发现，把一载流导体放在磁场中，如果磁场方向与电流方向垂直，则在与磁场和电流二者垂直的方向上方向与电流方向垂直，则在与磁场和电流二者垂直的方向上出现横向电势差，这一现象称之为霍耳现象。出现横向电势差，这一现象称之为霍耳现象。四、霍尔效应四、霍尔效应quBf 如图，导电板高度为如图，导电板高度为b b厚度为厚度为 d d放在垂直于它的磁场放在垂直于它的磁场B B中。中。当有电流当有电流I I通过它时，由于磁场使导体内移动的电荷发生偏转，通过它时

30、，由于磁场使导体内移动的电荷发生偏转，结果在结果在 A A、A A 两侧分别聚集了正、负电荷，在导电板的两侧分别聚集了正、负电荷，在导电板的A A、A A 两侧会产生一个电势差两侧会产生一个电势差U U。设导电板内运动电荷的平均定向速率为设导电板内运动电荷的平均定向速率为u u，它们在磁场中受到的洛仑兹力为：，它们在磁场中受到的洛仑兹力为：当导电板的当导电板的A A、A A 两侧产生电势差后，两侧产生电势差后，运动电荷会受到电场力：运动电荷会受到电场力：qbUEqF导电板内电流的微观表达式为：导电板内电流的微观表达式为：ubdnqnqsuI)(由以上各式解得：由以上各式解得：dIBnqU1其中

31、其中 叫叫霍尔系数霍尔系数nqK1 例例1212、霍霍尔尔效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场对电子施加与洛仑兹力方向相反的静电力。当静电子与洛仑兹力达到平衡时，对电子施加与洛仑兹力方向相反的静电力。当静电子与洛仑兹力达到平衡时，导体上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流导体上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流I I是由电子的定向流动形是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为成的，电子

32、的平均定向速度为v v，电量为电量为e e。回答下列问题：回答下列问题： （1 1）达到稳定状态时，导体板上侧面）达到稳定状态时，导体板上侧面A A的电势的电势_下侧面的电势下侧面的电势（填高于、低于或等于）。（填高于、低于或等于）。 （2 2）电子所受洛仑兹力的大小为）电子所受洛仑兹力的大小为_。 （3 3）当导体板上下两侧之间的电势差为）当导体板上下两侧之间的电势差为U U时，电子所受静电力的大小时，电子所受静电力的大小为为_。 （4 4）由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系数）由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系数 K= K= ，其中，其中n n代表导体板单位体积中电子的个数。代

33、表导体板单位体积中电子的个数。ne1低于低于BeVBeVUe/hUe/hIBdh霍尔效应霍尔效应I=neSv=nedhveU/h=evBU=IB/ned=kIB/dk是霍尔系数是霍尔系数本课小结：本课小结：一、带电粒子在磁场中的运动一、带电粒子在磁场中的运动平行磁感线进入：做匀速直线运动平行磁感线进入：做匀速直线运动垂直磁感线进入：做匀速圆周运动垂直磁感线进入：做匀速圆周运动半径：半径：RmvqB周期：周期：T2m qB二、质谱仪：研究同位素（测荷质比）的装置二、质谱仪：研究同位素（测荷质比）的装置由加速电场、速度选择器、偏转磁场组成由加速电场、速度选择器、偏转磁场组成三、回旋加速器：三、回旋

34、加速器：v= rqB/m与与B和和R有关，与有关，与U无关无关1.1.在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又垂直进入另一磁感应强度是原来磁动，如果又垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度感应强度2 2倍的匀强磁场，则倍的匀强磁场，则( () )A A粒子的速率加倍，周期减半粒子的速率加倍，周期减半B B粒子速率不变，轨道半径减半粒子速率不变，轨道半径减半C C粒子的速率减半，轨道半径变为原来的粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/41/4D D粒子速率不变，周期减半粒子速率不变，周期减半课堂练习课堂练习2 2、如图、如图, ,水平导线中有电流水平

35、导线中有电流I I通过通过, ,导线正下方的电子初速度的方向与电流导线正下方的电子初速度的方向与电流I I的方向相同的方向相同, ,则电子将则电子将（ ）A.A.沿路径沿路径a a运动运动, ,轨迹是圆轨迹是圆B.B.沿路径沿路径a a运动运动, ,轨迹半径越来越大轨迹半径越来越大C.C.沿路径沿路径a a运动运动, ,轨迹半径越来越小轨迹半径越来越小D.D.沿路径沿路径b b运动运动, ,轨迹半径越来越小轨迹半径越来越小v va ab bI IB课堂练习课堂练习3.(2010年德州模拟年德州模拟)1930年劳伦斯制成了世界上第一年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图台回旋加速器，其原理如图368所示这台加速所示这台加速器由两个铜质器由两个铜质D形盒形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下构成，其间留有空隙，下列说法正确的是列说法正确的是()A离子由加速器的中心附近进入加速器离子由加速器的中心附近进入加速器B离子由加速器的边缘进入加速器离子由加速器的边缘进入加速器C离子从磁场中获得能量离子从磁场中获得能量D离子从电场中获得能