1、第一章第一章 安培力与洛伦兹力安培力与洛伦兹力第第3 3节节 带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动 在现代科学技术中,常常要研究带电粒子在磁场中的运动。如果沿着与磁场垂直的方向发射一束带电粒子,请猜想这束粒子在匀强磁场中的运动径迹,你猜想的依据是什么?一、带电粒子在匀强磁场中的运动粒子的受力分析1.重力与洛伦兹力相比可以忽略。2.洛伦兹力洛伦兹力的特点洛伦兹力与速度方向始终垂直。洛伦兹力提供向心力,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 垂直射入磁场的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,圆周的半径可能与哪些因素有关?周期可能与哪些因素有关?磁感应强度B粒子的速度v粒子的质量m粒子的
2、电荷量q 洛伦兹力提供向心力,你能推导半径公式和周期公式吗?二、带电粒子在磁场中做圆周运动的周期和半径2vqvB mr=2 rTvp=半径r跟质量m、速率v成正比;跟电荷量q、磁感应强度B成反比周期T跟质量m成正比;跟电荷量q、磁感应强度B成反比;与速率v无关观察带电粒子的径迹 分别预测下列情况下带电粒子的运动径迹,然后用洛伦兹力演示仪进行检验。1.不加磁场2.在玻璃泡中施加沿两线圈中心连线方向、由纸面指向读者的磁场。3.保持出射电子的速度不变,改变磁感应强度。4.保持磁感应强度不变,改变出射电子的速度的大小和方向。励磁线圈电 子 枪磁场强弱选择挡加速电压选择挡观察带电粒子的径迹1.不加磁场时,电子束的径迹是一条直线。2.加磁场后,电子束的径迹是一个圆。3.V不变,B变大,r变小;B不变,v变大,r变大。【例1】一个质量为 电荷量为 的带电粒子,以 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1洛伦兹力使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列各图中均标有带正电荷粒子的运动速度v,洛伦兹力F及磁场B的方向,虚线圆表示粒子的轨迹,其中可能出现的情况是( )跟踪训练跟踪训练A A跟踪训练跟踪训练B B谢谢大家!谢谢大家!