广东省惠东县高潭中学高中物理 35洛伦兹力课件 粤教必修3

1、第三章、磁场2021/8/8 星期日1复习回顾：1、洛伦兹力用左手定则判断2、洛伦兹力的特点fv方向：大小：fB（1）（2）洛伦兹力对电荷永不做功（3）洛兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。2021/8/8 星期日2一、带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子平行射入匀强磁场，粒子做什么运动？ （重力不计）问题1：匀速直线运动理论推导2021/8/8 星期日3一、带电粒子在匀强磁场中的运动问题2：带电粒子垂直射入匀强磁场，粒子做什么运动？ （重力不计）带电粒子将在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动zxxk2021/8/8 星期日4 洛伦兹力演示仪励磁线圈磁场强弱选择挡加速电压选择挡电 子 枪202

2、1/8/8 星期日52021/8/8 星期日6线圈未通电时，B=0线圈通电时，B0 方向垂直线圈平面向里2021/8/8 星期日7讨论与交流： 已知质量为m，电荷量为q，速率为V的带电粒子在匀强磁场 B 中做匀速圆周运动，请导出粒子的轨道半径 r 和周期 T 的公式。VV2021/8/8 星期日81、圆周运动的半径2、圆周运动的周期带电粒子受到的洛伦兹力提供向心力2021/8/8 星期日9半径R与m、v、q、B有关继续讨论：粒子运动轨道半径与哪些因素有关，关系如何？ q 相同，m 不同的带电粒子，若以大小相等的 v 垂直进入同一匀强磁场，它们的轨道半径关系如何？带电粒子在磁场中做圆周运动的周期

3、大小与哪些因素有关？关系如何？同一带电粒子，在磁场中做圆周运动，当它的速率增大时，其周期怎样改变？周期T与m、q、B有关，与v无关。2021/8/8 星期日10 练习1、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的磁感应强度2倍的匀强磁场，则（ ） A、粒子的速率加倍，周期减半 B、粒子的速率不变，轨道半径减半 C、粒子的速率减半，轨道半径为原来的四分之一 D、粒子的速率不变，周期减半B D 练习2、一电子和质子，以相同的速度垂直于磁感线方向进入匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，那么这两个粒子（ ） A、偏转方向相同，半径相同 B、偏转方向不同，半径相同 C、

4、偏转方向相同，半径不相同 D、偏转方向不同，半径不相同D2021/8/8 星期日11 练习3、一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入一匀强磁场，粒子的一段运动径迹如图所示，径迹上每一小段可近似看成圆弧，由于带电粒子的运动使沿途的空气电离，粒子的动能逐渐减小（电量不变），从图中情况可以确定（） A、粒子从a到b，带正电 、粒子从b到a，带正电 、粒子从a到b，带负电 、粒子从b到a，带负电 a。b。2021/8/8 星期日12 2、出题形式：完整的圆周运动或一段圆弧运动，无论哪种问题。其重点是：找圆心，画轨迹，求半径，用公式（半径，周期，偏转角的公式） 1、有界磁场问题：如圆形，方形等区域磁场引发的范

5、围与临界问题、轨迹图像问题1、找圆心：圆心一定在与速度方向垂直的直线上2、求半径：一般根据几何关系求出半径和圆心角三维设计 p70二、带电粒子在有界磁场中的运动2021/8/8 星期日13步骤：画轨迹，找圆心：a、两速度垂线的交点既圆心b、弦长的中垂线与速度的垂线的交点既圆心由运动轨迹对应的几何关系求出半径。找到运动轨迹对应的圆心角，求出对应的运动时间。速度偏向角圆心角弦切角速度偏向角 = 圆心角 = 弦切角的2倍。从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。（径向：沿半径方向）2021/8/8 星期日14步骤：画轨迹，找圆心

6、：a、两速度垂线的交点既圆心b、弦长的中垂线与速度的垂线的交点既圆心由运动轨迹对应的几何关系求出半径。找到运动轨迹对应的圆心角，求出对应的运动时间。偏向角圆心角弦切角速度偏向角 = 圆心角 = 弦切角的2倍。从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。（径向：沿半径方向）2021/8/8 星期日15 处理带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，常见的三种关系： 1、速度偏向角 = 圆心角 = 旋切角的2倍。 2、从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。 3、在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。（径

7、向：沿半径方向）2021/8/8 星期日16二、画轨迹，找圆心2021/8/8 星期日174、如图所示，在半径为R 的圆的范围内，有匀强磁场，磁感应强度B，方向垂直圆所在平面向里一带负电的质量为m电量为q粒子，从A点沿半径AO的方向射入，并从C点射出磁场AOC120o则此粒子在磁场中运行的时间t_(不计重力) ABRvvO120C2021/8/8 星期日18dBev5、如图所示，一束电子（电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场，穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300。求 : 电子的质量m=? 电子在磁场中的运动时间t=?2021/8/8 星期日19例题：宽度为

8、d的匀强有界磁场，磁感应强度为B，MM ，NN是它的两条边界。现有一质量为m，电荷量为q的带电粒子沿图示方向垂直射入，要使粒子不能从NN边界射出，求粒子入射速率最大值？（不计带电粒子的重力） 有界磁场问题：如圆形，方形等区域磁场引发的范围与临界问题、轨迹图像问题，运动多解问题dBvMM NN 452021/8/8 星期日201.质谱仪三、带电粒子在叠加场、交互场中的运动汤姆生的学生阿斯顿发明了质谱仪。2021/8/8 星期日21质谱仪原理：带电粒子进入速度选择器可知：在磁场中：带电粒子的荷质比2021/8/8 星期日222.回旋加速器1.加速电场的周期与带电粒子在D型盒中圆周运动周期相等。2.设D型盒最大半径R，则回旋加速器所能达到的最大动能为：三、带电粒子在叠加场、交互场中的运动回旋加速器的特点：2021/8/8 星期日23回旋加速器2021/8/8 星期日242021/8/8 星期日253.磁流体发电机等离子体即高温下电离的气体，含有大量的带正电荷和负电荷的微粒，总体是电中性的。三、带电粒子在叠加场、交互场中的运动 最简单的开式磁