精品 物理：3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》PPT课件(新人教版 选修3-1)

第１课时复习回顾：1．磁场对带电粒子有作用力，这个力叫洛伦兹力，洛伦兹力的大小计算公式？B⊥V时，F=qVBB∥V时，F＝0B与V夹角为θ时，F=qVBsinθ2、带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功?洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响?洛伦兹力对运动电荷永远不做功.洛伦兹力只改变电荷速度的方向,不改变速度的大小.我们以前学过的哪种力也具有这样的特点？据此你能推测出带电粒子在匀强磁场中会做那些运动？向心力•新课引入：判断下图中带电粒子（电量q，重力不计）所受洛伦兹力的大小和方向进而判断它的运动形式：-Bv+v×××××××××××××××××××××××××B1、匀速直线运动。思考：如果带电粒子射入匀强磁场时,初速度方向与磁场方向垂直,粒子仅在洛伦兹力的作用下将作什么运动?洛伦兹力演示仪演示现象:1、不加磁场时，电子束做什么运动？2、给励磁线圈通电，在玻璃泡中产生沿两线圈中心连线方向、由读者指向纸内的磁场，观察电子束的径迹。结论:不加磁场是电子束的径迹是一条直线，说明做匀速直线运动，沿着与磁场垂直的方向射入的电子束，在磁场中做匀速圆周运动。其向心力由洛伦兹力提供。思考与讨论：粒子在磁场中受到的洛伦兹力就是它做匀速圆周运动的向心力，那么它的圆半径与粒子的速度磁场的磁感应强度有什么关系？（演示）1、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。2、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。结论：B越大，R越小,V越大，R越大。1、粒子在磁场中做圆周运动的半径：mvRqB2、粒子在磁场中做圆周运动的周期：2mTqB2vqvBmR2RTv思考：周期与速度、半径什么关系？例题一个质量为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。•（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。质谱仪通过测出粒子圆周运动的半径，计算粒子的比荷或质量及分析同位素的仪器.质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的，他用质谱仪发现了氖20和氖22，证明了同位素的存在。直线加速器2．回旋加速器回旋加速器两D形盒中有匀强磁场无电场，盒间缝隙有交变电场。电场使粒子加速，磁场使粒子回旋。粒子回旋的周期不随半径改变。让电场方向变化的周期与粒子回旋的周期一致，从而保证粒子始终被加速。练习：回旋加速器中磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为r，用该回旋加速器加速质量为m、电量为q的粒子，设粒子加速前的初速度为零。求：（1）粒子的回转周期是多大？（2）高频电极的周期为多大？（3）粒子的最大速度最大动能是由哪个物理量决定的？2mTqB2mTqB半径r和磁感应强度B1.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,可忽略结论１.关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是：A、电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋B、电场和磁场同时用来加速带电粒子C、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大动能由加速电压决定D、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大动能由磁感应强度B决定和加速电压决定(A)当堂小结mvRqB一、粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期：2mTqB二、回旋加速器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