1.3带电粒子在匀强磁场中的运动 课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

《带电粒子在匀强磁场中的运动》 第 三 节 洛伦兹力演示仪 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 B 问题讨论： 带电粒子在匀强磁场中的运动 1、带电粒子的轨迹在哪个方位？ 2、速度如何变化？ 3、受力如何变化？ 4、轨迹是什么形状? v ＋ F 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 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。 结论： 例：一个质量为 1.67×10-27 kg、电荷量为 1.6×10-19 C 的带电粒子，以 5×105 m/s 的初速度沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为 0.2 T 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。 一、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题 　（１）已知入射方向和出射方向： V0 P M V 1．圆心的确定 O R θ （２）已知入射方向和出射点的位置时: O V R θ R 带电粒子在磁场中运动情况研究 1、找圆心：方法 2、定半径： 3、确定运动时间： 注意：θ用弧度表示 几何法求半径 向心力公式求半径 利用v⊥R 利用弦的中垂线 对称规律 从同一边界射入的粒子,从同一边界射出,且速度与边界的夹角相等。 在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出。 对称规律 《质谱仪和回旋加速器》 第四节 分开同位素 ①带电粒子注射器 ②加速电场(U ) ③速度选择器(B1、E ) ④偏转磁场(B2 ) ⑤照相底片 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 原理：利用电场对带电粒子的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用来获得高能粒子。 1、在磁场中做圆周运动,周期不变 2、每一个周期加速两次 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 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 小结 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2．带电粒子在不同边界磁场中的运动 (1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示) (2)平行边界(存在临界条件，如图所示) (3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图所示) 1.质谱仪：用来分析各种元素的同位素并测量其质量及含量百分比的仪器。 2．构造：如图所示，主要由以下几部分组成： 质谱仪 1.构造图：如图 回旋加速器 美国费米实验室的回旋加速器直径长达2km，请你探究分析回旋加速器直径为什么要这样大？ $$