洛伦兹力与现代技术-完整版PPT课件.ppt

例2:如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。电量为q、质量为m的带正电的粒子从磁场边缘A点沿圆的半径AO方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了60°角。试求： （1）粒子做圆周运动的半径。? （2）粒子的入射速度 (3)粒子在磁场中运动的时间?? 结论：若粒子沿指向圆形磁场的圆心的方向进入磁场，则出磁场时速度方向反向延长线一定过圆形磁场的圆心。 600 v 带电粒子在复合场中的运动 1．弄清复合场的组成，一般有磁场、电场的复合，磁场、重力场的复合，磁场、电场、重力场的复合． 2．进行正确的受力分析，除重力、弹力、摩擦力外要特别注意静电力和磁场力的分析． 3．确定带电粒子的运动状态，注意受力情况和运动情况的结合． 4．对于粒子连续通过几个不同情况的场的问题，要分阶段进行处理． P86例题２ 小本P125第６题 小本P125第７题 小本P12６第９题 小本P12６第10题 小本P12６第11题 小本P128第8题 配粤教版　物理　选修3-1 配粤教版　物理　选修3-1 配粤教版　物理　选修3-1 配粤教版　物理　选修3-1 * * １.理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。 ２.会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，知道它们与哪些因素有关，并会用它们解答有关问题。 ３.知道质谱仪的工作原理。知道回旋加速器的基本构造、工作原理及用途。 ４.通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场(电场、磁场)中的问题，培养学生的分析推理能力。 教学目标 教学重点 　　带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。 教学难点 　　综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场(电场、磁场)中的问题。 3.洛伦兹力的大小、方向、特点： 方向：左手定则 复习 1.洛伦兹力: 磁场对运动电荷的作用力 2.洛伦兹力与安培力的关系 (1)安培力是洛伦兹力的宏观表现； (2)洛伦兹力是安培力的微观本质。 大小： 特点：洛伦兹力不做功 1.洛仑兹力的方向垂直于v和B组成的平面。洛仑兹力永远与速度方向垂直。 2.洛仑兹力对电荷不做功 3.洛仑兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。 四、洛伦兹力的特点 极 光 四.速度选择器 在电、磁场中，若不计重力，则： 1.速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关； 2.注意电场和磁场的方向搭配。 一、带电粒子在磁场中的运动 【观察与思考】 1.未加磁场时，电子束的径迹是怎样的？ 2.加上匀强磁场时，令电子束垂直射入磁场，其径迹又是怎样的？ 洛伦兹力演示仪 一、带电粒子在磁场中的运动 【讨论与交流】 一个带电粒子分别以平行和垂直于磁场方向的初速度进入匀强磁场，它在磁场中各做什么运动？ “平行”进入：做匀速直线运动 “垂直”进入：做匀速圆周运动 若带电粒子质量为 m，电荷量为 q，粒子以垂直于磁场的初速度 v 进入匀强磁场，已知磁场的磁感应强度为 B。你能根据圆周运动知识推导出带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期吗？ 半径：R＝ mv qB 周期：T＝ 2πm qB 半径与速度大小成正比，周期与速度大小无关！ + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? q, m R 练习1：电子以速度V，垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，则（ ） A、磁场对电子的作用力始终不变 B、磁场对电子的作用力始终不做功 C、如果电子的速率改变，电子的圆周运动轨道半径始终不变 D、如果电子的速率改变，电子的圆周运动的周期始终不变 　　　　 B、D 　　　练习２：一束带电粒子以同一速度，并从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如图所示.粒子q1的轨迹半径为r1，粒子q2的轨迹半径为r2，且r2＝2r1，q1、q2分别是它们的带电量.则 q1 带___电、q2带____电，荷质比之比为 q1/m1 : q2/m2 ＝ ___________. 2:1 正 负 解: r=mv/qB ∴q/m=v/Br∝1/r ∴q 1/m1 : q2 /m2 = r2/r1 = 2:1 二、质谱仪 加速电场：使带电粒子加速 速度选择器： 选出的粒子 v＝E／B1 偏转磁场区：使带电粒子轨迹发生偏转，并被拍照 偏转半径： r＝mv/qB2 荷质比: q/m＝E/B1B2r 研究同位素（测荷质比）的装置 1.荷质比：带电粒子的电荷与质量之比。 ２.结构与原理： ３.质谱线：从离子源中射出的带电粒子的电量相同，而质量有微小差别，由公式q/m=E/B1B2r，它们进入磁场后将沿不同的半径做圆周运动，打在照相底片的