1、1、什么是洛倫茲力？2、帶電粒子在磁場(chǎng)中是否一定受洛倫茲力？3、帶電粒子垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)呢？,思考：,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),一、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),1、運(yùn)動(dòng)的軌跡（1）勻速直線運(yùn)動(dòng) 帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)的方向平行（相同或者相反），帶電粒子受到的洛倫茲力為零（2）勻速圓周運(yùn)動(dòng)（垂直進(jìn)入磁場(chǎng)）實(shí)驗(yàn),一個(gè)帶電粒子沿垂直于磁場(chǎng)方向射入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子的一段運(yùn)動(dòng)徑跡如圖所示，徑跡上每一小段可近

2、似看成圓弧，由于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)使沿途的空氣電離，粒子的動(dòng)能逐漸減?。娏坎蛔儯?，從圖中情況可以確定（　　　?。〢、粒子從a到b，帶正電Ｂ、粒子從b到a，帶正電Ｃ、粒子從a到b，帶負(fù)電Ｄ、粒子從b到a，帶負(fù)電,Ｂ,思考與討論：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑r和周期T為多大呢？,一帶電量為q，質(zhì)量為m ，速度為v的帶電粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其半徑r和周期T為多大？如圖所示。,2、軌道半徑和周期

3、（1）軌道半徑（如何推導(dǎo)？）（2）周期（如何推導(dǎo)？）,三、帶電粒子沿垂直電場(chǎng)或磁場(chǎng)射入場(chǎng)運(yùn)動(dòng)比較,F=qE大小、方向不變的恒力,F=qvB大小不變、F⊥v、不做功,勻變速曲線運(yùn)動(dòng),變加速曲線運(yùn)動(dòng),同平拋運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng)處理,四、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法,關(guān)鍵是圓心、半徑及偏心角和運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定,1.圓心的確定：,畫出帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)（一般是射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)的兩點(diǎn)）洛侖茲力的方向，其延長(zhǎng)的交點(diǎn)即為圓心。,(F洛提

4、供向心力，F(xiàn)洛垂直于速度),半徑一般都在確定圓心的基礎(chǔ)上用平面幾何知識(shí)求解，常常要解三角形,2. 半徑的確定：,利用圓心角與弦切角的關(guān)系或者四邊形的內(nèi)角和等于360。計(jì)算出粒子所轉(zhuǎn)過的圓心角θ的大小，用公式t= T可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間。,3.運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定：,長(zhǎng)為L(zhǎng)，間距也為L(zhǎng)的兩平行金屬板間有垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，今有質(zhì)量為m、帶電量為q的正離子從平行板左端中點(diǎn)以平行于金屬板的方向射入磁場(chǎng)。欲使離子不打

5、在極板上，入射離子的速度大小應(yīng)滿足的條件是A、v5qBL/4m C、v>qBL/m D、qBL/4m<v<5qBL/4m,,,,,如圖所示，在以O(shè)點(diǎn)為圓心半徑為r的圓形空間內(nèi)，存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子從A點(diǎn)以速度v0垂直于B方向正對(duì)O點(diǎn)射入磁場(chǎng)中，從點(diǎn)射出，∠AOC為120°，則該帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 .,如圖示，在第一象限

6、內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一對(duì)正、負(fù)電子分別以相同速率，沿與X軸成30度角的方向從原點(diǎn)射入磁場(chǎng)，則正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為（ ）A、1∶2 B、2∶1C、1∶3 D、1∶1,五、質(zhì)譜儀原理分析,1、質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具,2、基本原理,將質(zhì)量不等、電荷數(shù)相等的帶電粒子經(jīng)同一電場(chǎng)加速再垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由于粒子動(dòng)量不同，引起軌跡半徑不同而分開，進(jìn)而分析某元素中所含同位

7、素的種類,3、推導(dǎo),,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為的粒子，從容器下方的小孔S1飄入電勢(shì)差為Ｕ的加速電場(chǎng)，然后經(jīng)過S3沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ｂ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片Ｄ上求：（１）求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率（２）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑,五、回旋加速器,1、直線加速器原理：利用加速電場(chǎng)對(duì)帶電粒子做正功使帶電粒子的動(dòng)能增加qU=Ek,由動(dòng)能定理得帶電粒子經(jīng)幾級(jí)的電場(chǎng)加速后增加的動(dòng)能為Ek=(

8、 ),思考：若需要很大的動(dòng)能的粒子，利用直線加速器是否方便？為什么？那應(yīng)該怎么辦？,2、回旋加速器（1）構(gòu)造（2）工作原理,3、帶電粒子的最終能量,當(dāng)帶電粒子的速度最大時(shí)，其在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑也最大，由r=mv/qB知道v=qBr/m 若D形盒的半徑為R時(shí)，帶電粒子的出射速度變?yōu)関=qBR/m所以，帶電粒子的最終動(dòng)能為,所以，要提高加速粒子的最終能量，就應(yīng)該盡可能的加大B的強(qiáng)度和D形盒的半徑R