带电粒子在匀强磁场中的运动第课时公开课PPT文件格式下载.ppt

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两速度垂线的交点即圆心。

三、粒子在有界磁场中运动,O,B,1、如何确定圆心,A,v,方法一：

方法二：

一速度垂线与弦的垂直平分线的交点。

三、粒子在有界磁场中运动,30,O,B,v,A,v,r,r,30,2、如何确定半径,方法：

用几何关系求解,由几何关系得,r=d/sin30o=2d,30,O,B,v,A,v,r,r,30,3、如何确定运动时间,粒子在磁场中运动的角度关系,圆心角,弦切角,角度关系：

4.圆心角的确定,例2、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的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30，则电子的质量是多少？

穿过磁场的时间又是多少？

电子穿过磁场的时间为：

由几何关系得：

由牛顿第二定律得,解：

总结：

粒子在磁场中运动的解题思路,找圆心,画轨迹,求半径,求时间,例：

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:

（1）电子的轨道半径r=?

（2）电子在磁场中的运动时间t=?

四、带电粒子在有界磁场中做圆周运动的分析方法,已知入射方向和出射方向,与速度垂直的半径交点就是圆弧轨道的圆心。

（1）定圆心：

已知入射方向和出射点的位置时，半径与弦中垂线的交点就是圆弧轨道的圆心。

（2）定半径：

向心力公式求半径一般利用几何知识，常用解三角形的方法,（3）定运动时间：

利用几何知识计算出圆心角的大小，由公式可求出运动时间。

例：

如图所示，在半径为R的圆的范围内，有匀强磁场，方向垂直圆所在平面向里一带负电粒子，从A点沿半径AO的方向以速度v射入，并从C点射出磁场AOC120o求此粒子在磁场中运动的轨道半径r运行的时间t,例：

一个质量为m电荷量为+q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。

求

（1）r和运动时间t

（2）射出点的坐标。

P,0,粒子在磁场中做圆周运动的对称规律：

在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出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。

如图，虚线上方存在无穷大的磁场，磁感应强度为B，一带正电的粒子质量m、电量q、若它以某一速度沿与虚线成300、900、1500、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。

入射角300时,入射角1500时,思考：

一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一个匀强磁场，粒子后段轨迹如图所示，轨迹上的每一小段都可近似看成是圆弧.由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减少（带电量不变）.从图中情况可以确定A.粒子从a到b，带正电B.粒子从b到a，带正电C.粒子从a到b，带负电D.粒子从b到a，带负电,B,2v,T=2m/eB,例1、匀强磁场中，有两个电子分别以速率v和2v沿垂直于磁场方向运动，哪个电子先回到原来的出发点？

两个电子同时回到原来的出发点,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,v,两个电子轨道半径如何？

例2一个带负电粒子（质量为m，带电量为q），以速率v在磁感应强度为B的匀强磁场中做逆时针圆周运动（沿着纸面），则该匀强磁场的方向为垂直于纸面向里还是向外？

粒子运转所形成的环形电流的大小为多大？

v,F=qvB,匀强磁场的方向为垂直于纸面向外,I=q/t,I=q/T,T=2（mv/qB）/v,I=q/T=q2B/2m,3、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。

（1）电子的质量m=?

30,1.圆心在哪里?

2.轨迹半径是多少?

思考,O,B,v,例3：

r=d/sin30o=2d,r=mv/qB,t=（30o/360o）T=T/12,T=2m/qB,T=2r/v,小结：

r,t/T=30o/360o,A,=30,v,qvB=mv2/r,t=T/12=m/6qB,3、偏转角=圆心角,1、两洛伦兹力的交点即圆心,2、偏转角：

初末速度的夹角。

4.穿透磁场的时间如何求？

3、圆心角=?

F,F,v,O,P,B,S,C,画轨迹,连接OP，作垂直平分线交OS于O,半圆,R=mv/qB,OS=2R=2mv/qB,OOP=2,T=2m/qB,t=2T/2=2m/qB,=qBt/2m,或OOP=2=SOP/R,解:

（1）找圆心O,定半径R,2,例4一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示。

磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图中纸面向里。

（1）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离。

（2）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，证明：

直线OP与离子入射方向之间的夹角跟t的关系是=qBt/2m,。

qvB=mv2/R,t/T=2/2,2=SOP/R=vt/R=qBt/m=qBt/2m,

（2）如何求tOP？

t/T=/2,（3）、离子进入磁场后经过时间t到达位置P速度方向偏转了多少角?

偏转角=圆心角=2,f,1、找圆心：

方法2、定半径：

3、确定运动时间：

注意：

用弧度表示,t=（o/360o）T,二、解决带电粒子在匀强磁场中运动的方法,找圆心,画轨迹,1、已知两点速度方向,2、已知一点速度方向和另一点位置,两洛伦兹力方向的延长线交点为圆心,弦的垂直平分线与一直径的交点为圆心,300,M,N,B,例3、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？

解：

有牛顿第二定律得,例4：

一个质量为m、电荷量为的正粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打到照相底片上求：

（）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,质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具,牛顿第二定律得,解：

由动能定理得,小结：

一、匀速圆周运动的半径、速率和周期,半径：

周期：

时间：

洛伦兹力提供向心力：

二、粒子在磁场中运动的解题思路,找圆心,画轨迹,求半径,求时间,谢谢,