带电粒子在匀强磁场中的运动第一课时.ppt

第三章 磁场; 极光，是一种自然现象，是从宇宙深处射来的带电粒子进入地球磁场后发生的一种现象。同学们知道在地球的什么位置可以看到绚丽的极光吗？这节课我们一起来了解下。;1 带电的基本粒子：如电子，质子，α 粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和洛仑磁力相比小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）;（1）v⊥B 时 ，洛伦兹力的方向与速度方向有何关系？; 洛伦兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将做匀速圆周运动。;1 工作原理：由电子枪发出的电子射线可以使管的低压水银蒸汽发出辉光，显示出电子的径迹。两个平行的通电环形线圈可产生沿轴线方向的匀强磁场。;3 实验结论：带电粒子垂直进入磁场中，粒子在垂直磁场方向的平面内做匀速圆周运动，此洛伦兹力不做功。;;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，所以：;四、带电粒子做匀速圆周运动的应用;1 用途：质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具。;例2 如图所示，一个质量 m，电荷量 q 的带电粒子，从容器 A 下方小孔 S1 飘入电势差为 U 的加速电场，其初速度近似为 0 ，然后经过 S3 间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。求： （1）粒子进入磁场时的速率 v ； （1）粒子在磁场中运动的轨道半径 r 。;1．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，qU =E．; 3．直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间范围内制造直线加速器受到一定的限制。;（二）回旋加速器;回旋加速器的原理;带电粒子的最终能量; 加速电压越高，带电粒子每次加速的动能增量越大，回旋半径也增加越多，导致带电粒子在 D 形盒中的回旋次数越少；反之，加速电压越低，粒子在 D 形盒中回旋的次数越多，可见加速电压的高低只影响带电粒子加速的总次数，并不影响引出时的速度和相应的动能，由 可知，增强 B 和增大 R 可提高加速粒子的最终能量，与加速电压高低无关。;;应用;1 如图所示是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒???在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里。云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用。分析此径迹可知粒子注：半径不同　　 A 带正电，由下往上运动 B 带正电，由上往下运动 C 带负电，由上往下运动 D 带负电，由下往上运动;2 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源 S 产生的各种不同正离子束速度可看作为零，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在 P 上的位置到入口处 S1的距离为 ，可以判断 A 若离子束是同位素，则 越大，离子质量越大 B 若离子束是同位素，则 越大，离子质量越小 C 只要 相同，则离子质量一定相同 D 只要 相同，则离子的比荷一定相同第三章 磁场; 极光，是一种自然现象，是从宇宙深处射来的带电粒子进入地球磁场后发生的一种现象。同学们知道在地球的什么位置可以看到绚丽的极光吗？这节课我们一起来了解下。;1 带电的基本粒子：如电子，质子，α 粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和洛仑磁力相比小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）;（1）v⊥B 时 ，洛伦兹力的方向与速度方向有何关系？; 洛伦兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将做匀速圆周运动。;1 工作原理：由电子枪发出的电子射线可以使管的低压水银蒸汽发出辉光，显示出电子的径迹。两个平行的通电环形线圈可产生沿轴线方向的匀强磁场。;3 实验结论：带电粒子垂直进入磁场中，粒子在垂直磁场方向的平面内做匀速圆周运动，此洛伦兹力不做功。;;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，所以：;四、带电粒子做匀速圆周运动的应用;1 用途：质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具。;例2 如图所示，一个质量 m，电荷量 q 的带电粒子，从容器 A 下方小孔 S1 飘入电势差为 U 的加速电场，其初速度近似为 0 ，然后经过 S3 间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。求： （1）粒子进入磁场时的速率 v ； （1）粒子在磁场中运动的轨道半径 r 。;1．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，qU =E．; 3．直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间范围内制造直线加速器受到一定的限制。;（二）回旋加速器;回旋加速器的原理;带电粒子的最终能量; 加速电压越高，带电粒子每次加速的动能增