高中物理人教版課件選修3-136帶電粒子在勻強磁場中的運動-資料下載頁

2025-11-08 12:52本頁面

【導(dǎo)讀】、質(zhì)譜儀的基本構(gòu)造、原理及用途。帶電粒子平行于磁場方向射入時，做_________運動。洛倫茲力提供向心力：_________。由①②兩式可以求出粒子的半徑r、質(zhì)量m、比荷等。中由可知電荷量相同時，半徑將隨_____變化而變化。回旋加速器的核心部件是兩個______。繞圓周運動的周期_____。回旋加速器的加速電壓越高，帶電粒子獲得的最終動能越大。速電壓無關(guān)，故錯誤。由內(nèi)指向外的勻強磁場時，觀察電子束的徑跡有什么特點？供向心力，所以電子做勻速圓周運動。與磁感應(yīng)強度的大小有關(guān)。保持磁感應(yīng)強度的大小不變，改變電子束進入磁場的速度，交點就是圓弧軌道的圓心，如圖乙。經(jīng)過Δt時間從C點射出磁場，OC與OB成60°角。根據(jù)幾何圖形，找出運動時間、速度、偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系。

　　

【正文】 (1)根據(jù)動能定理求離子加速后的速度。 (2)根據(jù)幾何關(guān)系確定離子的軌道半徑。 (3)根據(jù)洛倫茲力提供向心力求所求量。【解析】 (1)設(shè)離子被加速后獲得的速度為 v，由動能定理有： ① 離子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑 ② 洛倫茲力提供向心力 ③ 解①②③可得 21qU m v2?1rd2?2vqv B mr?22q 8Um B d?(2)離子在磁場中的軌道如圖所示，由幾何關(guān)系有所以 θ=60 176。。 dt a n 33d3? ? ? ，離子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑為 r′ ，則 ④ 又 ⑤ 解②③④⑤可得：答案： 3 d dr ta n3 2 3?? ? ?2vqv B mr?? ?dB r 32dB r 23? ? ? ??? ? ? ?228U 31 2B d 2【溫馨提示】由于圓周運動是一周期性運動，所以帶電粒子在磁場中運動也有一定的周期性，解決這類問題，明確帶電粒子的運動周期是關(guān)鍵。【典例】如圖所示，在 x軸上方存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場， x軸下方存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度為的勻強磁場。一帶負電的粒子從原點 O沿與 x軸成 30176。角斜向上方射入磁場，且在上方運動半徑為 R。則 ( ) O x軸上方和下方兩磁場中運動的半徑之比為 2∶1 x軸上方的磁場時，沿 x軸前進 3R 考查內(nèi)容帶電粒子在磁場中運動的周期性問題 2m3qB?B2【解析】選 D。由可知，粒子在 x軸上方和下方兩磁場中運動的半徑之比為 1∶2 ，所以 B項錯誤；粒子完成一次周期性運動的時間所以 C項錯誤；粒子第二次射入 x軸上方的磁場時，沿 x軸前進 l＝ R＋ 2R＝ 3R，則粒子經(jīng) 偏轉(zhuǎn)不能回到原點 O，所以 A項錯誤， D項正確。 mvrqB＝121 1 m 2 m mt T T6 6 3q B 3q B qB? ? ?＝＋＝＋＝，【規(guī)律方法】洛倫茲力的多解問題的成因 (1)帶電粒子電性不確定形成多解。 (2)磁場方向不確定形成多解。 (3)臨界狀態(tài)不唯一形成多解。 (4)運動的重復(fù)性形成多解。

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