高中物理_3[1].6《带电粒子在匀强磁场中的运动》精品课件_新人教版选修3-1
思考：周期与速度、半径什么关系？
带电粒子在磁场中运动情况研究 利用v⊥R • 1、找圆心：方法 利用弦的中垂线 • 2、定半径： 几何法求半径 向心力公式求半径 • 3、确定运动时间：
t T T
2 2m qB
注意：θ用弧度表示
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，θ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）
导学P98页第21题
第３课时
带电粒子在无界匀强磁场中的运动
在 只 有 洛 仑 兹 力 的 作 用 下
V//B
F洛=0 匀速直线运动
V⊥B
F洛=Bqv 匀速圆周运动
mV R qB
2 m T qB
v与B成θ角
F洛=Bqv⊥ 等距螺旋（0＜θ＜90°）
带电粒子在磁场中运动情况研究 利用v⊥R • 1、找圆心：方法 利用弦的中垂线 • 2、定半径： 几何法求半径 向心力公式求半径 • 3、确定运动时间：
1、圆周运动的半径
v qvB m R
2
mv R qB
2 m T qB
2、圆周运动的周期
2 R T v
思考：周期与速度、半径什么关系？
粒子运动方向与磁场有一夹角 子在磁场中运动情况研究 利用v⊥R • 1、找圆心：方法 利用弦的中垂线 • 2、定半径： 几何法求半径 向心力公式求半径
例题讲解
练习、如图所示，在半径为r的圆形区域内，有一 个匀强磁场，一带电粒子以速度v0从M点沿半径 方向射入磁场区，并由N点射出，O点为圆心， ∠MON=120°，求粒子在磁场区的偏转半径R及 在磁场区中的运动时间。（粒子重力不计）
• 3、确定运动时间：
t T T
2 2m qB
注意：θ用弧度表示
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α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θ角．试求粒子的 运动速度v以及在磁场中 运动的时间t．
C、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大 动能由加速电压决定 D、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大 动能由磁感应强度B决定和加速电压决定
(A)
霍尔效应 d
h I=neSv=nedhv eU/h=evB B I
U=IB/ned=kIB/d
k是霍尔系数
练习（2000理科综合）如图所示．厚度为h，宽度为d的导体板放在 垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时， 在导体板的上侧面A和下侧面A’之间会产生电势差．这种现象称为 霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关 系为U=kIB/d 式中的比例系数K称为霍尔系数． 霍尔效应可解释如下：外部磁场 的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧 会出现多余的正电荷，从而形成横向电场．横向电场对电子施加与 洛仑兹力方向相反的静电力．当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导 体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流I是电子的定向流 动形成的，电子的平均定向速度为v， 电量为e．回答下列问题：
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。
质谱仪 通过测出粒子圆周运动的半径，计算粒子 的比荷或质量及分析同位素的仪器.
t T T
2 2m qB
注意：θ用弧度表示
确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法
1、物理方法：
作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向 延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。
2、物理和几何方法：
作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向 的延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从 而确定其运动轨迹。
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) 电子的质量m=?
子在磁场中的运动时间t=? e
(2) 电
v θ B d
第２课时
1、圆周运动的半径
复习回顾
v qvB m R
2
mv R qB
2 m T qB
2、圆周运动的周期
2 R T v
练习：回旋加速器中磁场的磁感应强度为B，D形盒的
直径为d，用该回旋加速器加速质量为m、电量为q的粒
子，设粒子加速前的初速度为零。求：
（1） 粒子的回转周期是多大？
（2）高频电极的周期为 多大？ （3） 粒子的最大速度 最大动能各是多大？
（4） 粒子在同一个D 形盒中相邻两条轨道半 径之比
1. 在磁场中做圆周运动,周期不变
第１课时
磁场中的带电粒子一般可分为两类：
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在小得 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）。
2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有 说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗 示或运动状态来判定
入射角300时
1 2m m t 6 qB 3qB
入射角1500时
5 2m 5m t 6 qB 3qB
1、两个对称规律： 粒子在磁场中做圆周运动的对称规律： 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。
临界问题
例：长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁 场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板 不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子 （不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速 度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用 的办法是： （ ） A．使粒子的速度v<BqL/4m B．使粒子的速度v>5BqL/4m C．使粒子的速度v>BqL/m D．使粒子速度BqL/4m<v<5BqL/4m
3、几何方法：
①圆周上任意两点连线的中垂线过圆心②圆周上两条切线 夹角的平分线过圆心③过切点作切线的垂线过圆心
有界磁场问题：
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。
练习2 氘核和α粒子，从静止开始经相同 电场加速后，垂直进入同一匀强磁场作圆周 运动.则这两个粒子的动能之比为多少？轨道 半径之比为多少？周期之比为多少？
• • • • •
练习1．如图，一束具有各种速率的带正一个元 电荷的两种铜离子质量分别为m1和m2 ,水平地经小孔 S进入有互相垂直的匀强电场和匀强磁场的区域，其 中磁场、电场方向如图，只有那些路径不发生偏转 的离子才能通过另一小孔进入匀强磁场中，此后两 种离子将沿不同路径做圆周运动,到达底片P时两离 子间距为d，求此d值。 , 已知：E=1.00 ☓105V/m B B=0.40T B′=0.50T m1=63 ☓1.66 ☓10-27kg m2=65 ☓1.66 ☓10-27kg
直线加速器
～
粒子在每个加速电场中的运动时间相等， 因为交变电压的变化周期相同
回旋加速器
2．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。
2 、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．一带负电的质量为m电量为q粒子，从A
点沿半径 AO 的方向射入，并从 C 点射出磁
场．∠AOC＝120o．则此粒子在磁场中运行
的时间t＝__________．
B A v O R
(不计重力)．
C v
1、如图所示，一束电子（电量为e)以速度V垂
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：
× × ×B× ×
-
v
× × × × ×
B
× × × × × v + × × × × × × × × × ×
一、运动形式
1、匀速直线运动。
2、
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什么运动?
2. 每一个周期加速两次
结论
3. 电场的周期与粒子在磁场中做圆周运动周期相 同 4. 电场一个周期中方向变化两次 5. 粒子加速的最大速度由盒的半径决定 6. 电场加速过程中,时间极短,可忽略
１.关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是：
A、电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋
B、电场和磁场同时用来加速带电粒子
（ 1 ）达到稳定状态时，导体板上侧面 A 的电势 下侧面A’的电势（填：高于、低于或等于）。 (2)电子所受的洛仑兹力的大小为 。
(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所 受静电力的大小为 。 (4)由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系 数为k=1/ne其中n代表导体板单位体积中电子的个 数．
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人教版 高二物理 选修3-1 第三章 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动(共21张PPT)[优质实用版课件]
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r = mv qB
T
=
2
v
r
T = 2m
qB
（二）基本要求：尺规作图
1、角度关系 几个有关的角及其关系：
粒子速度的偏向角φ
等于圆心角α，并等于AB
弦与切线的夹角θ（弦切 角）的２倍．即
O’ φ(偏向角）
φ=α=2θ
v
θ
θ
Ｂ
Ａ
α
θ‘ v
2、确定圆心方法：
（1）若已知两点速度方向, 做两点速度方向 的垂线，两垂线交点就是圆弧轨道的圆心。
m = qBd 2v
t = 30T=d
360 12v
B d
如图中圆形区域内存在垂直纸面
向外的匀强磁场，磁感应强度为B， a
o
现有一电量为q，质量为m的正离子从
a点沿圆形区域的直径射入，设正离
子射出磁场区域的方向与入射方向的
夹角为600，求此正离子在磁场区域内 r v O
飞行的时间.
Ө
t = m Bq
射出点相距
s = 2mv Be
M
B
v
O
时间差为 t = 4m 3Bq
N
关键是找圆心、找半径和用对称。
例与练
• （2、13 H有）三和种α粒粒子子，（分别24H是e 质）子束（，如11H果它）们、以氚相核、
同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场（磁 场方向垂直纸面向里），在下图中，哪个图正
C 确地表示出这三束粒子的运动轨迹？（ ）
（2）若已知一点速度方向和另一点位置时， 做速度垂线及弦的中垂线，交点就是圆弧轨 道的圆心。
O
V
O
M
P
V0
P
M V
物理：3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》PPT课件(新人教版_选修3-1)
第三章《磁场》
第六节
《带电粒子在匀强磁场中的运动》
第一课时
思考：
若带电粒子（不计重力）以沿着与匀 强磁场平行的方向射入磁场，粒子将
如何运动？
若带电粒子（不计重力）以沿着与匀 强磁场垂直的方向射入磁场，粒子将
如何运动？
Hale Waihona Puke 实验探究： 洛伦兹力演示器
亥姆霍兹线圈
加速电压 选择挡
电子 枪 磁场强弱选择挡
探究一：不加磁场或电子沿着与匀强磁场平行
2、 带电粒子垂直于磁场方向进入磁场后将做 匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。
思考：改变加 速电压和励磁 电流时，电子 束轨迹半径变 化了，如何解 释？
（1）、带电粒子运动轨迹的半径
匀强磁场中带电粒子运动轨迹的半径与哪些因 素有关？
思路: 带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提
供向心力。
qvB m v2 r
的方向射入磁场时观察电子束的轨迹
结论： 轨迹是一条直线
探究二：加磁场时观察电子束的轨迹 结论： 圆
探究三：增大电压时观察电子束的轨迹 结论：
圆的半径增大
探究四：增大磁感应强度观察电子束的轨迹 结论：
圆的半径减小
无磁场 增加电压
有磁场 增加磁感应强度
实验结论：
1、不加磁场时电子束轨迹是一条直线
3、粒子运动方向与磁场有一夹角 （大于0度小于90度）轨迹为螺线
例1：氘核和α粒子，从静止开始经相 同电场加速后，垂直进入同一匀强磁 场作圆周运动.则这两个粒子的
(1)动能之比为多少?
(2)轨道半径之比为多少?
(3)周期之比为多少?
例2： 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。
第六节
《带电粒子在匀强磁场中的运动》
第一课时
思考：
若带电粒子（不计重力）以沿着与匀 强磁场平行的方向射入磁场，粒子将
如何运动？
若带电粒子（不计重力）以沿着与匀 强磁场垂直的方向射入磁场，粒子将
如何运动？
Hale Waihona Puke 实验探究： 洛伦兹力演示器
亥姆霍兹线圈
加速电压 选择挡
电子 枪 磁场强弱选择挡
探究一：不加磁场或电子沿着与匀强磁场平行
2、 带电粒子垂直于磁场方向进入磁场后将做 匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。
思考：改变加 速电压和励磁 电流时，电子 束轨迹半径变 化了，如何解 释？
（1）、带电粒子运动轨迹的半径
匀强磁场中带电粒子运动轨迹的半径与哪些因 素有关？
思路: 带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提
供向心力。
qvB m v2 r
的方向射入磁场时观察电子束的轨迹
结论： 轨迹是一条直线
探究二：加磁场时观察电子束的轨迹 结论： 圆
探究三：增大电压时观察电子束的轨迹 结论：
圆的半径增大
探究四：增大磁感应强度观察电子束的轨迹 结论：
圆的半径减小
无磁场 增加电压
有磁场 增加磁感应强度
实验结论：
1、不加磁场时电子束轨迹是一条直线
3、粒子运动方向与磁场有一夹角 （大于0度小于90度）轨迹为螺线
例1：氘核和α粒子，从静止开始经相 同电场加速后，垂直进入同一匀强磁 场作圆周运动.则这两个粒子的
(1)动能之比为多少?
(2)轨道半径之比为多少?
(3)周期之比为多少?
例2： 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。
人教版高中物理选修3-1第3章3.6带电粒子在匀强磁场中的运动课件(共24张PPT)
在粒子物理学的研究中，可以 让粒子通过“云室”“气泡室”等 装置，显示它们的径迹。如果在云 室、气泡室中施加匀强磁场，可以 看到带电粒子运动的圆形径迹。粒 子的质量、速度带电多少不一样， 径迹的半径也不一样。
图3.6-3带电粒子在气泡室运动径 迹的照片。有的粒子运动过程中 能量降低，速度减小，径迹就呈 螺旋形
4.55 10 2 m
T 2πm qB
2 9.110 31
1.6 10 19 2 10 4
5.6875
10 7 s
课堂小结
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
1、所以洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小，
2、洛伦兹力不对带电粒子做功。 垂直无功
3、洛伦兹力对电荷只起向心力的作用，所以沿着磁场方
1 mv2 qU 2
磁场的题目首先列：
v2 qvB m
r
1、不加磁场时观察电子束的径迹。
直线
2、给励磁线圈通电，在玻璃泡 中产生沿两线圏中心连线方向、由 纸内指向读者的磁场，观察电子束 的径迹。
圆周运动
3、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。
径迹的半径减少
4、保持磁感应强度不变，改变出射电子的速 度，观察电子東径迹的变化。
r mv qB
T 2πr v
T 2πm qB
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期和运动速 率无关。
回旋加速器加速的带电粒子，能量达到25～ 30MeV后，就很难再加速了。原因是按照狭义相对 论，粒子的质量随着速度的增加而增大，而质量的 变化会导致其回转周期的变化，从而破坏了与电场 变化周期的同步。
图3.6-6中，粒子每经过一次加速，它的轨道半径 就大一些，这样画对吗?
高中物理选修3-1第三章第6节《带电粒子在匀强磁场中的运动》ppt课件
出，动能是E，射出后 粒子的运动轨迹如图所示。
今测得它在金属片两边的轨道半径之比是10：9，若在
穿越板过程中粒子受到的阻力大小及电量恒定，则：
A
、
粒子每穿过一次金属片，速度减小了
1 10
2E m
B 、 粒子每穿过一次金属片，动能减小0.19E
C 、粒子穿过5次后陷在金属片里
D、 粒子穿过9次后陷在金属片里
E
B
例9.质量为m带电量为q的小球套在 竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的 动摩擦因数为μ。匀强电场和匀强磁 场的方向如图所示，电场强度为E， 磁感应强度为B。小球由静止释放后 沿杆下滑。设杆足够长，电场和磁 场也足够大， 求 运动过程中小球的最 大加速度和最大速度。
若将磁场的方向反向，情况又如何？
完成《作业本》中有关内容
解：等离子体通过管道时，在洛伦兹力作用下，
正负离子分别偏向右、左两壁，由此产生的电 压构成U:回路，令qv气B 流q U其a进值出为管U时=的E=压B强av分,且别与为导p线1、 p2，则气流进出管时压力做功的功率分别为 p1Sv和p2Sv，其功率损失为:
p1Sv-p2Sv=ΔpSv 由能量守恒，此损失的功率等于回路的电功率，
P
Q
问题：粒子的运动出发点是那一点？
4.带电粒子在匀强磁场中运动的多解问题：
• 例5.如图所示，两块长为5d的金属板，相距
为d，水平放置，下板接地，两板间有垂直
纸面向里的匀强磁场，一束宽为d的电子束
从两板左侧垂直磁场方向射入两板间，设电
子质量为m，电量为e，入射速度为v0，要使 电子不会从两板间射出， 5d
圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面，
粒子飞出磁场区域后，从b处穿过x轴，速度
人教版高二物理选修3-1第三章 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动 3(12张PPT)
精讲：一 带电粒子电性不确定形成多解
例 如图所示，第一象限范围内有垂直于xOy平面的匀强磁场 ，磁感应强度为B，质量为m，电量大小为q的带电粒子在xOy平 面里经原点O射入磁场中，初速度v0与x轴夹角θ= 600 ，试分
析计算： （1）带电粒子从何处离开磁场？穿越磁场时运动方向发生的 偏转角多大？ （2）带电粒子在磁场中运动时间多长？
③
v0 d/2
qv02 B
m
v022 R2
联立③④解得v02
④
qB
d 2 42 4md
所以当
v0
Bdq 4m
或
v0
qB
d 2 42 4md
B R
l
R
O2
时粒子能射出磁场。
三、磁场方向不确定形成多解
例 ：质量为m，电量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁 场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动，若磁 场方向垂直于它的运动平面，且作用在负电荷的电场力恰好是 磁场力的3倍，则负电荷做圆周运动的角速度可能是（ ）
l
A
v0 d/2
B R
l
R
O2
解：若粒子能从磁场左边射出, 设运动轨迹半径最大为R1,
由几何关系得：
A
d
R1 4
qv01B m
v012 R1
联立①②解得
①
②
v01
qBd 4m
r1 B O1
v0 d/2
l
若粒子能从磁场右边射出, 设运动轨迹半径最小为R2,
由几何关系得：
A
R2
d 2
2
2
R22
q的带负电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以
3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动——有界磁场中的运动—人教版高中物理选修3-1课件(共19张PPT)
电粒子在匀强磁场中的圆周运动的特点
1.向心力由洛仑兹力提供:
qvB m v2 (洛伦兹力不做功) r
2.求半径:
r mv qB (v越大，r越大)
3.求周期: T 2 r 2 m
v
qB
(周期T与速率、半径均无关)
4.角度关系: 偏转角等于圆心角等于2倍的弦切角
2
5.求运动时间： t
A.运动时间相同
B.运动轨迹的半径相同 C.重新回到边界时的速度相同 M
D.重新回到边界时与O点的距离相等
B
． r r 300 N
-e
Or
r+e
O’
THANK YOU
感
谢
您
的
聆
听
小结：
解决此类问题的一般步骤 在解决这类问题时，如何确定 圆心、画出粒子的运动轨迹、半 径及圆心角，找出几何关系是解 题的关键.
例1.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30O角的同样速度v射入磁场（电子质 量为m,电荷为e），则正负电子在磁场中（BCD）
过程与方法：
（1）通过实验，体会理论和实践相 结合的研究方法. （2）通过质谱仪和回旋加速器的学 习，提高综合运用力学知识和电学知 识的能力.
重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速 圆周运动的半径和周期公式，并能用来 分析有关问题.
难点：（1）粒子在洛伦兹力作用下做匀速 圆周运动. （2）综合运用力学知识、电磁学知识解决 带电粒子在复合场中的问题.
2
T
O′ (偏向角)
A
v
B
θ O
v
【实验】:
介绍洛伦兹力演示仪的工作 原理：由电子枪发出的电子射 线可以使管内的低压水银蒸气 发出辉光，显示出电子的径 迹．后进行实验.
1.向心力由洛仑兹力提供:
qvB m v2 (洛伦兹力不做功) r
2.求半径:
r mv qB (v越大，r越大)
3.求周期: T 2 r 2 m
v
qB
(周期T与速率、半径均无关)
4.角度关系: 偏转角等于圆心角等于2倍的弦切角
2
5.求运动时间： t
A.运动时间相同
B.运动轨迹的半径相同 C.重新回到边界时的速度相同 M
D.重新回到边界时与O点的距离相等
B
． r r 300 N
-e
Or
r+e
O’
THANK YOU
感
谢
您
的
聆
听
小结：
解决此类问题的一般步骤 在解决这类问题时，如何确定 圆心、画出粒子的运动轨迹、半 径及圆心角，找出几何关系是解 题的关键.
例1.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30O角的同样速度v射入磁场（电子质 量为m,电荷为e），则正负电子在磁场中（BCD）
过程与方法：
（1）通过实验，体会理论和实践相 结合的研究方法. （2）通过质谱仪和回旋加速器的学 习，提高综合运用力学知识和电学知 识的能力.
重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速 圆周运动的半径和周期公式，并能用来 分析有关问题.
难点：（1）粒子在洛伦兹力作用下做匀速 圆周运动. （2）综合运用力学知识、电磁学知识解决 带电粒子在复合场中的问题.
2
T
O′ (偏向角)
A
v
B
θ O
v
【实验】:
介绍洛伦兹力演示仪的工作 原理：由电子枪发出的电子射 线可以使管内的低压水银蒸气 发出辉光，显示出电子的径 迹．后进行实验.
(人教版)选修3-1物理：3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》ppt课件
质谱仪
用来分析各种元素的同位部分组成：
第12页，共63页。
第三章 6
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①带电粒子注射器 ②加速电场(U) ③__速__度__选__择__器__(B__1、__E_)__ ④___偏_转__磁__场__(B__2)_ ⑤照相底片
荷mq 或算出它的质量。
第14页，共63页。
第三章 6
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回旋加速器
1.构造图
第15页，共63页。
第三章 6
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2．工作原理 (1)电场的特点及作用 特点：两个D形盒之间的窄缝区域存在__周__期_性__变__化___的电 场。 作用：带电粒子经过该区域时被___加__速___。 (2)磁场的特点及作用 特点：D形盒处于与盒面垂直的__匀__强____磁场中。 作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做__匀__速__圆__周__运动，从 而改变运动方向，__半__个____周期后再次进入电场。
第16页，共63页。
第三章 6
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重点难点突破
第17页，共63页。
第三章 6
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一、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题 1．圆心的确定 (1)已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分 别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是 圆弧轨道的圆心(如图a所示，图中P为入射点，M为出射点)。
A．带电粒子由加速器的中心附近进入 加速器
用来分析各种元素的同位部分组成：
第12页，共63页。
第三章 6
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①带电粒子注射器 ②加速电场(U) ③__速__度__选__择__器__(B__1、__E_)__ ④___偏_转__磁__场__(B__2)_ ⑤照相底片
荷mq 或算出它的质量。
第14页，共63页。
第三章 6
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回旋加速器
1.构造图
第15页，共63页。
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2．工作原理 (1)电场的特点及作用 特点：两个D形盒之间的窄缝区域存在__周__期_性__变__化___的电 场。 作用：带电粒子经过该区域时被___加__速___。 (2)磁场的特点及作用 特点：D形盒处于与盒面垂直的__匀__强____磁场中。 作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做__匀__速__圆__周__运动，从 而改变运动方向，__半__个____周期后再次进入电场。
第16页，共63页。
第三章 6
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重点难点突破
第17页，共63页。
第三章 6
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-1
一、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题 1．圆心的确定 (1)已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分 别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是 圆弧轨道的圆心(如图a所示，图中P为入射点，M为出射点)。
A．带电粒子由加速器的中心附近进入 加速器
高中物理选修3-1：3.6带电粒子在匀强磁场中的运动 课件(共35张PPT)
3)在圆周与割线的两个交点上速度与割线的夹 角相等
4)当粒子运动的圆弧所对的圆心角为α时,其运 动时间为 t T
2
课堂练习
如图所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束 电子从孔a垂直于磁场沿ab方向射入容器中，其中
一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，容器处在
真空中，下列说法正确的是（ ABD ）
A.从两孔射出的电子速率之比是Vc:Vd=2:1
B.从两孔射出的电子在容器中
a
vo
b
运动所用的时间之比是tc:td=1:2
C.从两孔射出的电子在容器中
运动的加速度之比是ac:ad=√2:1 d
c
D.从两孔射出的电子在容器中
运动的加速度之比是ac:ad=2:1
课堂练习
长为L的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁 场,如图所示,磁场强度为B,板间距离也为L,板 不带电,现有质量为m,电量为q的带正电粒子 (不计重力),从左边极板间中点处垂直磁场以 速度v平行极板射入磁场,
若为负电荷则结果又如何？
v
a
P
b
Q
450
v
v
s
450 P
R
o
t T m
4 2qB S 2R 2mv
qB
Q
450
v
v
s
450 P
R
o
1、弦与圆 两个交点处 的速度与弦 的夹角相等
2、弦的中 垂线一定过 圆心及两个 速度延长线 的交点--三点共线
【例题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
因为洛伦兹力总是跟粒子的运动方向垂直, 所以速度方向改变
因为速度大小不变,所以洛伦兹力大小也不变
4)当粒子运动的圆弧所对的圆心角为α时,其运 动时间为 t T
2
课堂练习
如图所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束 电子从孔a垂直于磁场沿ab方向射入容器中，其中
一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，容器处在
真空中，下列说法正确的是（ ABD ）
A.从两孔射出的电子速率之比是Vc:Vd=2:1
B.从两孔射出的电子在容器中
a
vo
b
运动所用的时间之比是tc:td=1:2
C.从两孔射出的电子在容器中
运动的加速度之比是ac:ad=√2:1 d
c
D.从两孔射出的电子在容器中
运动的加速度之比是ac:ad=2:1
课堂练习
长为L的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁 场,如图所示,磁场强度为B,板间距离也为L,板 不带电,现有质量为m,电量为q的带正电粒子 (不计重力),从左边极板间中点处垂直磁场以 速度v平行极板射入磁场,
若为负电荷则结果又如何？
v
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1、弦与圆 两个交点处 的速度与弦 的夹角相等
2、弦的中 垂线一定过 圆心及两个 速度延长线 的交点--三点共线
【例题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
因为洛伦兹力总是跟粒子的运动方向垂直, 所以速度方向改变
因为速度大小不变,所以洛伦兹力大小也不变
人教版高中物理选修3-1：第三章 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动 课件
tCB=
5T 6
5πm 3qB
带电粒子运动的周期为TABC=3(tAC+tCB)
解得TABC=
6πm qB
答案 (1) m π
(2) 6 π m
3qB
qB
如图所示，在无限宽的匀强磁场B中有一边长 为L的正方形无磁场区域。在正方形的四条边上分 布着八个小孔。每个小孔到各自最近顶点的距离 都为L/3。一质量为m、带电量为q的正粒子垂直匀 强磁场从孔A射入磁场，试问粒子再次回到A点的 时间。
感应强度为B的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个圆形
区域内，求这圆形磁场区域的最小半径.
v2 qvB m
r
r mv qB
y
av
O
b
O’
x
R 2r 2mv
v
2 2qB
❖
9、 人 的 价 值 ，在 招收诱 惑的一 瞬间被 决定。 2021/4/22021/4/2Friday, April 02, 2021
与空气阻力的影响．
(1)若粒子恰好垂直于EC边射出磁 场，求磁场的磁感应强度B为多少？
(2)改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到ED 板，求粒子从进入磁场到第一次打到ED板的最长时间是多
少？
(1)若粒子恰好垂直于EC边射出磁场
【解析】 (1)依题意,粒子经电场加速射入磁场时的速度为 v 由动能定理 qU＝12mv2
❖
16、 业 余 生 活 要有 意义， 不要越 轨。2021/4/22021/4/2April 2, 2021
❖
17、 一 个 人 即 使已 登上顶 峰，也 仍要自 强不息 。2021/4/22021/4/22021/4/22021/4/2
谢谢大家
人教版选修(3-1)3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》ppt课件
常用的化学实验仪器 用途：量度液体体积 读数：平视凹液面最低处 注意：不能加热、不能作反应 容器
量筒
用途：用于搅拌、过滤或转移液体
玻璃棒
常用的化学实验仪器
试管
主要用途：用作少量试剂的反应容 器，在常温或加热时使用
注意：加热后不能骤冷,防止炸裂．
试管夹
用途：用于夹持试管
注意：使用时从底部往上套，夹 在试管的中上部，手握长柄，拇 指不按短柄
漏斗
长颈漏斗 分液漏斗
坩埚钳
石棉网
托盘天平
水槽
常用的化学实验仪器
铁夹 铁圈
主要用途：用于固定和支 持各种仪器，一般常用于 过滤、加热等实验操作
铁架台
注意：夹持玻璃仪器不能 太紧
常用的化学实验仪器
主要用途：用于配制溶液和较大 量试剂的反应容器，在常温和加 热时使用
烧杯
注意：加热时应放置在石棉网 上，使受热均匀(只能加热液体， 不能加热固体)
问题2：带电粒子垂直射入匀强磁场的运 动状态？ （重力不计）
（1）v⊥B 时 ，洛伦兹力的方向与速度方
向
垂直
（2）带电粒子仅在洛伦兹力的作用下，粒 子的速率变化么？能量呢？
（3）洛伦兹力如何变化？
（4）从上面的分析，你认为垂直于匀强磁 场方向射入的带电粒子，在匀强磁场中的 运动状态如何？
理论推导
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
问题3：
推导粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆 半径r和运动周期T，与粒子的速度v和磁场 的强度B的关系表达式
1）、圆周运动的半径
qvB m v2 R
R mv qB
2）、圆周运动的周期
T 2Hale Waihona Puke RvT 2 m