黑龙江省虎林市高级中学高中物理人教版选修3-1课件：3.6带电粒子在匀强磁场中的运动

第三章 磁场 第六节 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 重力不计 所受洛伦兹力的大小和方向 一 运动形式 1 匀速直线运动 2 匀速圆周运动 如果带电粒子射入匀强磁场时 初速度方向与磁场方向垂直 粒子仅在洛伦兹力的作用下将作匀速圆周运动 观察运动电子在磁场中的偏转 a 不加磁场时观察电子束的径迹 b 给励磁线圈通电 观察电子束的径迹 c 保持初射电子的速度不变 改变磁感应强度 观察电子束径迹的变化 d 保持磁感应强度不变 改变出射电子的速度 观察电子束径迹的变化 如果质量为m 带电量为q的带电粒子 以初速度V射入匀强磁场时 初速度方向与磁场方向垂直 磁感应强度为B 粒子仅在洛伦兹力的作用下将作匀速圆周运动 求 轨道半径及周期 1 圆周运动的半径 2 圆周运动的周期 思考 周期与速度 半径什么关系 例题一个质量为m 电荷量为q的粒子 从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场 其初速度几乎为零 然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中 最后打到照相底片D上 1 求粒子进入磁场时的速率 2 求粒子在磁场中运动的轨道半径 如果粒子带电量相同 而质量不同 就会打到底板不同位置 通过测出粒子圆周运动的半径 即可计算粒子的比荷或质量及分析同位素 质谱仪 直线加速器 回旋加速器 回旋加速器 两D形盒中有匀强磁场无电场 盒间缝隙有交变电场 电场使粒子加速 磁场使粒子回旋 粒子回旋的周期不随半径改变 让电场方向变化的周期与粒子回旋的周期一致 从而保证粒子始终被加速 例 垂直纸面向外的匀强磁场仅限于宽度为d的条形区域内 磁感应强度为B 一个质量为m 电量为q的粒子以一定的速度垂直于磁场边界方向从 点垂直飞入磁场区 如图所示 当它飞离磁场区时 运动方向偏转 角 试求粒子的运动速度v以及在磁场中运动的时间t 带电粒子在磁场中运动 1 找圆心 方法2 定半径 3 确定运动时间 1 如图 虚线上方存在无穷大的磁场 一带正电的粒子质量m 电量q 若它以速度v沿与虚线成300 600 900 1200 1500 1800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 有界磁场问题 入射角300时 入射角1500时 例 如图所示 在第一象限有磁感应强度为B的匀强磁场 一个质量为m 带电量为 q的粒子以速度v从O点射入磁场 角已知 求粒子在磁场中飞行的时间和飞离磁场的位置 粒子重力不计