1、带电粒子在磁场中的运动 - B v + v B 思路：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：1、匀速直线运动。F = qvB2、 带电粒子在匀强磁场中的运动（重力不计）猜想：匀速圆周运动。课堂导入不受力推理验证洛伦兹力永远和带电粒子的速度方向垂直，对带电粒子不做功，使得粒子速度的大小不变，所以洛伦兹力大小也不改变；而且洛伦兹力总与速度方向垂直，正好起到了向心力的作用.F洛洛F洛洛F洛洛F洛洛洛伦兹力只起向心力的作用，所以只在洛仑兹力的作用下，带电粒子将作匀速圆周运动.本节讨论带电粒子沿着与磁场方向垂直射入磁场的情况力与运动的关系匀速圆周运动：合外力大小恒定，且时刻与速
2、度方向垂直模拟演示利用“NB物理实验室”演示带点粒子的匀速圆周运动情况实验验证亥姆霍亥姆霍兹线圈兹线圈电电 子子枪枪磁场强弱磁场强弱选择挡选择挡洛伦兹力演示仪加速电压选择挡加速电压选择挡励磁线圈（亥姆霍兹线圈）：能在两线圈之间产生平行于两线圈中心连线的匀强磁场.加速电场：改变电子束射出的速度.电子枪：射出电子.实验验证不加磁场时观察电子束的径迹.给励磁线圈通电，观察电子束的径迹.保持出射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化.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.实验结论qBmvr 沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动. 磁感
3、应强度不变粒子射入的速度增大，轨道半径也增大. 粒子射入速度不变，磁感应强度增大，轨道半径减小.【思考】一带电量为q质量为m速度为v的带电粒子,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，试推导其作圆周运动的半径和周期分别是多大？rvmqvB2qBmvr vrT2qBmT2深入分析(1) 轨道半径 r 与粒子的运动速率 v 成正比.(2) 周期与圆半径 r 及运动速率 v 均无关.洛伦兹力提供向心力：匀速圆周运动周期公式：科学应用1分析微观粒子的情况通过气泡室显示的带电粒子在匀强磁场中的运动径迹的照片根据轨迹圆的大小情况分析出微观带电粒子的电荷量、质量、运动速度等信息例题分析【例题】一个质量为m、电荷
4、量为q的粒子，从容器A下方的小孔 S1，飘入电势差为 U 的加速电场，其初速度几平为0，然后经过 S2，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（图3.64）。（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。进入电场后的运动情况做初速度为零的匀加速直线运动动能定理221mvqU 从电场中进入匀强磁场后的运动情况做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力rmvqvB2图3.64 例题分析得mqUv2得qBmvr qmUBqBmvr21mqUv2从这个结果可以看出，如果容器A中粒子的电荷量相同而质量不同，它们进入磁场后将沿着不同的半径做圆周运动，因而打到照相底片的不同地方，如图3.64中的D。这样的仪器叫做质谱仪。从粒子打在底片上的位置可以测出圆周的半径r，进而可以算出粒子的比荷 或算出它的质量。mq进入电场后的运动情况做初速度为零的匀加速直线运动动能定理221mvqU 从电场中进入匀强磁场后的运动情况做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力rmvqvB2科学应用2质谱仪利用质谱仪分析同位素科学应用2质谱仪模拟质谱仪分析同位素科学应用3回旋加速器阅读教材科学应用3回旋加速器回旋加速器原理介绍课堂小结感谢聆听
