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1、1、定義:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力. 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).2、方向:左手定則. F ⊥ V F ⊥ B 3、大?。?F洛=qVBsinθ V⊥B F洛=qVB V∥B F洛= 04、特點(diǎn):洛倫茲力只改變速度的方向;
2、 洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功.,第三章 磁場(chǎng),桃源三中 顏金安,3.6 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),磁場(chǎng)中的帶電體一般可分為兩類:,1、帶電粒子:如電子,質(zhì)子,α粒子,正負(fù)離子等.這些粒子所受重力比洛侖磁力小得多,除有說(shuō)明或暗示外,一般都不考慮重力(但并不能忽略質(zhì)量).,2、帶電微粒:如帶電小球、液滴、塵埃等.除有說(shuō)明或暗示外,一般都考慮重力.,帶電體是否考慮重力,要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)判定.,問(wèn)題1:帶電粒子平行射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)
3、的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?,問(wèn)題2:帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?,勻速直線運(yùn)動(dòng),1)帶電粒子僅在洛倫茲力的作用下,粒子的速度大小有沒有變化?,2)洛倫茲力如何變化?,勻速圓周運(yùn)動(dòng),一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),1、理論推導(dǎo),因?yàn)閹щ娏W拥某跛俣群退苈鍌惼澚Φ姆较蚨荚诟艌?chǎng)方向垂直的平面內(nèi),沒有任何作用使粒子離開這個(gè)平面.,垂直磁場(chǎng),軌跡平面,,,,,,,帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),1、理論推導(dǎo),
4、因?yàn)槁鍌惼澚偸歉W拥倪\(yùn)動(dòng)方向垂直,所以粒子的速度方向改變.,時(shí)刻改變,速度方向,因?yàn)槁鍌惼澚偸歉W拥倪\(yùn)動(dòng)方向垂直,所以粒子的速度大小不變.,不變,速度大小,,,,,,,,因?yàn)閹щ娏W邮艿揭粋€(gè)大小不變,方向總與粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直的力,因此帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其向心力就是洛倫茲力.,圓,運(yùn)動(dòng)軌跡,因?yàn)樗俣确较蚋淖?所以洛倫茲力方向也改變.,時(shí)刻改變,受力方向,因?yàn)樗俣却笮〔蛔?所以洛倫茲力大小也不變.,不變,受力大小,
5、,,,,,,,,帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),,+,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),工作原理: 由電子槍發(fā)出的電子射線可以使管內(nèi)的低壓水銀蒸汽發(fā)出輝光,顯示出電子的徑跡,③勵(lì)磁線圈:作用是能在兩線圈之間產(chǎn)生平
6、行于兩線圈中心連線的勻強(qiáng)磁場(chǎng),②加速電場(chǎng):作用是改變電子束出射的速度,①電子槍:射出電子,構(gòu)造:,1)洛倫茲力演示儀,2、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),2、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,①不加磁場(chǎng)時(shí)觀察電子束的徑跡,②給勵(lì)磁線圈通電,觀察電子束的徑跡,③保持出射電子的速度不變,改變磁感應(yīng)強(qiáng)度,觀察電子束徑跡的變化,④保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,改變出射電子的速度,觀察電子束徑跡的變化,2)實(shí)驗(yàn)演示,一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),2、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,,,,①
7、沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入磁場(chǎng)的帶電粒子,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),③磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,粒子射入的速度增加,軌道半徑增大,④粒子射入速度不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,軌道半徑減小,②洛倫茲力提供帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),2、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,問(wèn)題3: 推導(dǎo)質(zhì)量為m,電量為q,速度為v的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓半徑r和周期T的表達(dá)式?,一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),3、運(yùn)動(dòng)規(guī)律,1)圓半
8、徑r,2)周期T,一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),3、運(yùn)動(dòng)規(guī)律,,半徑r跟速率v成正比.,周期T跟圓半徑r和速率v均無(wú)關(guān).,帶電粒子在汽泡室運(yùn)動(dòng)徑跡的照片.有的粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量降低,速度減小,徑跡就呈螺旋形.,如圖,水平導(dǎo)線中有電流I通過(guò),導(dǎo)線正下方的電子初速度方向與電流I方向相同,則電子將( ),A.沿路徑a運(yùn)動(dòng),軌跡是圓B.沿路徑a運(yùn)動(dòng),軌跡半徑越來(lái)越大C.沿路徑a運(yùn)動(dòng),軌跡半徑越來(lái)越小D.沿路徑b運(yùn)動(dòng)
9、,軌跡半徑越來(lái)越小,B,例與練1,如圖,正方形容器處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一束電子從孔a垂直于磁場(chǎng)沿ab方向射入容器中,其中一部分從c孔射出,一部分從d孔射出,容器處在真空中,下列說(shuō)法正確的是( ),A、從兩孔射出的電子速率之比是Vc:Vd=2:1B、從兩孔射出的電子在容器中 運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間之比是tc:td=1:2C、從兩孔射出的電子在容器中 運(yùn)動(dòng)的加速度之比是ac:ad=√2:1D、從兩孔射出
10、的電子在容器中 運(yùn)動(dòng)的加速度之比是ac:ad=2:1,ABD,例與練2,圖中MN表示真空中垂直于紙面的平板,它的一側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一帶電粒子從平板上的狹縫O處以垂直于平板上的初速度v射入磁場(chǎng)區(qū)域,最后到達(dá)平板上的P點(diǎn),已知B、v以及P到O的距離L,不計(jì)重力,求此粒子的電荷量q與質(zhì)量m之比q/m.,例與練3,2v/BL,1)圓半徑r,2)周期T,小結(jié):帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),半徑r跟速率v
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