【ks5u原创课件】物理：3.6《带电粒子在匀强磁场中运动》课件(新人教版选修3-1)

带电粒子在匀强磁场中的运动崇义中学扶祥辉•带电粒子平行射入匀强磁场会做什么运动？•带电粒子垂直射入匀强磁场会做什么运动？思考:（不计带电粒子的重力）【实验验证】•不加磁场时观察电子束的径迹。•给励磁线圈通电，在玻璃泡中产生沿两线圈中心连线方向，由纸内指向读者的磁场，观察电子束的径迹。νF理论分析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。复位．•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。•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。【演示实验】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径，与粒子的速度、磁场的磁感应强度有什么关系？思考与讨论•什么力提供带电粒子做匀速圆周运动的向心力？•向心力的计算公式是什么？•1.水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将（）···············vabIA.沿路径a运动,轨迹是圆B.沿路径a运动,轨迹半径越来越大C.沿路径a运动,轨迹半径越来越小D.沿路径b运动,轨迹半径越来越小例与练qBmvrBθsinvv与不垂直Bvθcosvv//拓展：粒子的轨迹是一条螺旋线“气泡室”照片•1.不同带电粒子的径迹半径为什么不一样？•2.同一条径迹上为什么曲率半径会越来越小呢？提出问题：能否从气泡室中带电粒子的径迹得到启发设计一个仪器，将比荷不同、初速度几乎为零带电粒子分开？设计方案：设一个质量为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.求：(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...................................................................1p2p+-2s3s1s速度选择器照相底片质谱仪的示意图rBBEmq21/比荷：荷质比21222BqBmEqBmvrrmvqvB（速度选择器）：21.2PP)(.121加速电场SS11BEvqvBqE)(.33匀强磁场下方S•2、有三种粒子，分别是质子（）、氚核、（）和α粒子（）束，如果它们以相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，哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹？（）例与练P11H31He42qBmvrP11qmrC问题1：要认识原子核内部的情况，必须把核“打开”进行“观察”。然而，原子核被强大的核力约束，只有用极高能量的粒子作为“炮弹”去轰击，才能把它“打开”。那么怎样才能产生这些高能炮弹呢？加速器加速器中的径迹为直线，其加速装置要很长很长设计方案：多级加速器多级加速器加利佛尼亚斯坦福大学的粒子加速器问题2：有没有什么办法可以让带电粒子在加速后又转回来被第二次加速，如此反复“转圈圈”式地被加速，加速器装置所占的空间不是会大大缩小吗？设计方案：回旋加速器回旋加速器的原理粒子获得最大速度qBmvRmmqBRvm粒子获得最大动能221mkmmvEmqBR2)(2与加速电压无关！费米实验室环形加速器——美国伊利诺斯州•3、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心的部分是分别与高频交流电极相连的两个D形金属盒。两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。要增大带电粒子射出的动能，则下列说法中正确的是（）例与练A.增大匀强电场间的加速电压B.增大磁场的磁感应强度BC.减少狭缝间的距离D.增大D形金属盒的半径BD1)圆半径r2)周期T小结:2vqvBmr2rTvp半径r跟速率v成正比.周期T跟圆半径r和速率v均无关.qBmvrqBmTp2带电粒子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力