《带电粒子在匀强磁场中的运动》 参考课件1

§1.3带电粒子在匀强磁场中的运动判断下图中带电粒子（电量q）所受洛伦兹力的大小和方向：若不计粒子的重力，它们分别做什么运动？VFFVFV【做一做】励磁线圈电子枪加速电压选择挡带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径、周期与哪些因素有关？如何确定圆心？两电子分别以v、2V的速度从同一点垂直匀强磁场飞入，它们会同时回到原位置吗？—VqB【思考与讨论】O××××××××××××××××qvBv运动轨迹（不计重力）（1）当v∥B时，带电粒子做匀速直线运动。（2）当v⊥B时，带电粒子做匀速圆周运动。（3）当v与B既不平行也不垂直时，带电粒子做螺旋运动。1）半径r2）周期T当速度与磁场互成θ角度时，受到的洛伦兹力多大？什么方向？粒子做什么运动？θ洛伦兹力对电荷永不做功！带电粒子在汽泡室运动径迹的照片。有的粒子运动过程中能量降低，速度减小，径迹就呈螺旋形。一个质量为1.67×10-27kg、电荷量为1.6×10-19C的带电粒子，以5×105m/s的初速度沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为0.2T的匀强磁场。求：（1）粒子所受的重力和洛伦兹力的大小之比；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径；（3）粒子做匀速圆周运动的周期。【例题】依据所给数据分别计算出带电粒子所受的重力和洛伦兹力，就可求出所受重力与洛伦兹力之比。带电粒子在匀强磁场中受洛伦兹力并做匀速圆周运动，由此可以求出粒子运动的轨道半径及周期分析带电粒子沿垂直电场或磁场射入场运动

电场

磁场受力特点运动性质处理方法F=qE大小、方向不变的恒力F=qvB大小不变、F⊥v、不做功匀变速曲线运动变加速曲线运动同平抛运动圆周运动处理【比较】vabI如图,水平导线中有电流I通过,导线正下方的电子初速度方向与电流I方向相同,则电子将()A.沿路径a运动,轨迹是圆B.沿路径a运动,轨迹半径越来越大C.沿路径a运动,轨迹半径越来越小D.沿路径b运动,轨迹半径越来越小B做一做CDBvα【例1】如图所示，在B=9.1x10-4T的匀强磁场中，C、D是垂直于磁场方向的同一平面上的两点，相距d=0.05m。在磁场中运动的电子经过C点时的速度方向与CD成α=300角，并与CD在同一平面内，电子后来又经过D点。(1)电子的速度大小是多少？(2)电子从C到D经历的时间是多少？(电子质量me=9.1x10-31kg，电量e=1.6x10-19C)8.0x106m/s6.5x10-9s一、带电粒子在无界磁场中的运动【例2】如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？O二、带电粒子在单边界磁场中的运动MNBv30oO1O2θ1θ2CD带电粒子在磁场中运动问题的解题思路找圆心画轨迹1、已知一点速度方向和另一点位置弦的垂直平分线与一直径的交点为圆心v1ABO2、已知两点速度方向两洛伦兹力方向的延长线交点为圆心v1Ov2AB定半径几何关系判断【例】如图所示，一束带负电的粒子以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30o，则此粒子的比荷是多少？穿透磁场的时间是多少？三、带电粒子在双边界磁场中的运动拓展1：已知B、q、m、d，要使粒子能从右边界射出，粒子的速度应满足什么条件？拓展2：若粒子与左边界成θ角射入呢？两板间（长为L，相距为L）存在匀强磁场，带负电粒子q、m以速度V0从方形磁场的中间射入，要求粒子最终飞出磁场区域，则B应满足什么要求？Bv0qmLL拓展【例4】电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？四、带电粒子在圆边界磁场中的运动aoo/许多速率不同的同种