(2021新人教版)高中物理选择性必修第二册1.3带电粒子在匀强磁场中的运动ppt课件.ppt
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1、1.31.3 带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动 电子速度电子速度v=3 v=3 10107 7m/sm/s,垂直于磁场,垂直于磁场 方向进入磁感应强度为方向进入磁感应强度为2T2T的匀强磁场中,的匀强磁场中, 求电子所受的洛伦兹力的大小。求电子所受的洛伦兹力的大小。 若已知电子的质量为若已知电子的质量为m=9.1m=9.11010-31 -31kg kg, 比较电子所受洛伦兹力和重力。比较电子所受洛伦兹力和重力。 电子在匀强磁场中将做什么运动?电子在匀强磁场中将做什么运动? 关于重力关于重力 1 1)基本粒子一般不计)基本粒子一般不计离子等),(, 4 2 1 1 0 1
2、HeHe 2 2)带电液滴、油滴、尘埃、小球等一般计)带电液滴、油滴、尘埃、小球等一般计 1 1、当、当V V平行于平行于B B进入磁场:进入磁场: 2 2、当、当V V垂直于垂直于B B进入磁场:进入磁场: 一、带电粒子在匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中的运动 带电离子参数带电离子参数q q、v v、mm,磁场磁感应强度,磁场磁感应强度B B 匀速直线运动匀速直线运动 匀速圆周运动匀速圆周运动 f v 3.3.若带电离子与磁场成一定的角度射入匀若带电离子与磁场成一定的角度射入匀 强磁场,粒子如何运动?强磁场,粒子如何运动? V V1 V2 B 垂直于垂直于B B方向上:匀速圆周运动方
3、向上:匀速圆周运动 平行于平行于B B方向上:匀速直线运动方向上:匀速直线运动 一、带电粒子在匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中的运动 等距螺旋运动等距螺旋运动 h h R R Z Z I I + + 一、带电粒子在匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中的运动 由圆周运动的规律可知:由圆周运动的规律可知: qB mv R 做匀速圆周运动做匀速圆周运动 R v mqvB 2 洛伦兹力洛伦兹力F F洛 洛充当向心力: 充当向心力: 当粒子当粒子V V垂直于垂直于B B进入磁场:进入磁场: 二、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动二、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动 基本规律基本规律 由圆周
4、运动的规律可知:由圆周运动的规律可知: qB mv R 做匀速圆周运动做匀速圆周运动 R v mqvB 2 洛伦兹力洛伦兹力F F洛 洛充当向心力: 充当向心力: 当粒子当粒子V V垂直于垂直于B B进入磁场:进入磁场: 二、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动二、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动 基本规律基本规律 推导周期:推导周期: 22rm T vBq 周期周期T T的大小与带电粒子在磁场中的运动速率的大小与带电粒子在磁场中的运动速率 v v和半径和半径R R无关。无关。 小结:小结: 匀速直线运动匀速直线运动 匀速圆周运动匀速圆周运动 F F洛 洛= =Bqv Bqv = =B B q
5、v qv (0 0 9090) V V/B B V VB B v v与与B B成成 角角 mV R qB 2 m T qB 在在 只只 有有 洛洛 仑仑 兹兹 力力 的的 作作 用用 下下 带电粒子在带电粒子在无界无界匀强磁场中的运动匀强磁场中的运动 F F洛 洛=0 =0 F F洛 洛= =Bqv Bqv 等距螺旋等距螺旋 例例1.1.两个相同的粒子分别以两个相同的粒子分别以v v、2v2v垂直射入相垂直射入相 同的无界磁场中,则它们将做什么运动?同的无界磁场中,则它们将做什么运动? 1:2 1:1 典型例题 试求半径之比、周期之比试求半径之比、周期之比 运动过程中他们的动量、动能怎么变?运
6、动过程中他们的动量、动能怎么变? 练习:练习:1 1如下图所示,在真空中,水平导线如下图所示,在真空中,水平导线 中有恒定电流中有恒定电流I I通过,导线的正下方有一质子通过,导线的正下方有一质子 初速度方向与电流方向相同,则质子可能的运初速度方向与电流方向相同,则质子可能的运 动情况是动情况是( () ) A A沿路径沿路径a a运动运动B B沿路径沿路径b b运动运动 C C沿路径沿路径c c运动运动 DD沿路径沿路径d d运动运动 典型例题 + v v b b c c d d a a 练习练习2 2:质子,质子, 粒子粒子若以相同速度垂直磁感线若以相同速度垂直磁感线 射入同一匀强磁场中(
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