人教版 高二物理 选修3-1 第三章 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动(共21张PPT)[优质实用版课件]

r = mv qB
T
=
2
v
r
T = 2m
qB
（二）基本要求：尺规作图
1、角度关系 几个有关的角及其关系：
粒子速度的偏向角φ
等于圆心角α，并等于AB
弦与切线的夹角θ（弦切 角）的２倍．即
O’ φ(偏向角）
φ=α=2θ
v
θ
θ
Ｂ
Ａ
α
θ‘ v
2、确定圆心方法：
（1）若已知两点速度方向, 做两点速度方向 的垂线，两垂线交点就是圆弧轨道的圆心。
m = qBd 2v
t = 30T=d
360 12v
B d
如图中圆形区域内存在垂直纸面
向外的匀强磁场，磁感应强度为B， a
o
现有一电量为q，质量为m的正离子从
a点沿圆形区域的直径射入，设正离
子射出磁场区域的方向与入射方向的
夹角为600，求此正离子在磁场区域内 r v O
飞行的时间.

Ө
t = m Bq
射出点相距
s = 2mv Be
M
B
v
O
时间差为 t = 4m 3Bq
N
关键是找圆心、找半径和用对称。
例与练
• （2、13 H有）三和种α粒粒子子，（分别24H是e 质）子束（，如11H果它）们、以氚相核、
同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场（磁 场方向垂直纸面向里），在下图中，哪个图正
C 确地表示出这三束粒子的运动轨迹？（ ）
（2）若已知一点速度方向和另一点位置时， 做速度垂线及弦的中垂线，交点就是圆弧轨 道的圆心。
O
V
O
M
P
V0
P
M V
3、确定半径： 一般利用几何知识，常用解三角形的方法。
4、确定运动时间： 利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内 角和等于计算出圆心角的大小，由公式可求出 运动时间。
t =3600 T(的单位是：度）
.............
.........
质谱仪的示意图
2. P1P（2 速度选择器）：
qE=qv1Bv=BE1
3. S3下方 (匀强磁 （ ) 场 偏转 qv2B =mr2vr=qmB 2v=qm1BB2E
荷质/比 比荷 q=：E m B1B2r
用微笑告诉别人，今天的我，比昨天更强。瀑布跨过险峻陡壁时，才显得格外雄伟壮观。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。孤独是 每个强者必须经历的坎。有时候，坚持了你最不想干的事情之后，会得到你最想要的东西。生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。只有经历人生 的种种磨难，才能悟出人生的价值。没有比人更高的山，没有比脚更长的路学会坚强，做一只沙漠中永不哭泣的骆驼！一个人没有钱并不一定就穷，但没 有梦想那就穷定了。困难像弹簧，你强它就弱，你弱它就强。炫丽的彩虹，永远都在雨过天晴后。没有人能令你失望，除了你自己人生舞台的大幕随时都 可能拉开，关键是你愿意表演，还是选择躲避。能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双 脚也无法到达。有志者自有千计万计，无志者只感千难万难。我成功因为我志在成功！再冷的石头，坐上三年也会暖。平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 有福之人是那些抱有美好的企盼从而灵魂得到真正满足的人。如果我们都去做自己能力做得到的事，我们真会叫自己大吃一惊。只有不断找寻机会的人才 会及时把握机会。人之所以平凡，在于无法超越自己。无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。你可以选择这样的“三 心二意”：信心恒心决心；创意乐意。驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。如果一个人不知道他要驶向哪个码头， 那么任何风都不会是顺风。行动是理想最高贵的表达。你既然认准一条道路，何必去打听要走多久。勇气是控制恐惧心理，而不是心里毫无恐惧。不举步， 越不过栅栏；不迈腿，登不上高山。不知道明天干什么的人是不幸的！智者的梦再美，也不如愚人实干的脚印不要让安逸盗取我们的生命力。别人只能给 你指路，而不能帮你走路，自己的人生路，还需要自己走。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。后悔是一种耗费精神的情绪，后悔是 比损失更大的损失，比错误更大的错误，所以，不要后悔！复杂的事情要简单做，简单的事情要认真做，认真的事情要重复做，重复的事情要创造性地做。 只有那些能耐心把简单事做得完美的人，才能获得做好困难事的本领。生活就像在飙车，越快越刺激，相反，越慢越枯燥无味。人生的含义是什么，是奋 斗。奋斗的动力是什么，是成功。决不能放弃，世界上没有失败，只有放弃。未跌过未识做人，不会哭未算幸运。人生就像赛跑，不在乎你是否第一个到 达终点，而在乎你有没有跑完全程。累了，就要休息，休息好了之后，把所的都忘掉，重新开始！人生苦短，行走在人生路上，总会有许多得失和起落。 人生离不开选择，少不了抉择，但选是累人的，择是费人的。坦然接受生活给你的馈赠吧，不管是好的还是坏的。现在很痛苦，等过阵子回头看看，会发 现其实那都不算事。要先把手放开，才抓得住精彩旳未来。可以爱，可以恨，不可以漫不经心。我比别人知道得多，不过是我知道自己的无知。你若不想 做，会找一个或无数个借口；你若想做，会想一个或无数个办法。见时间的离开，我在某年某月醒过来，飞过一片时间海，我们也常在爱情里受伤害。1、 只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。人生就像奔腾的江水，没有岛屿与暗礁，就难以激起美丽的浪花。别人能做到的事，我一定也能做到。不 要浪费你的生命，在你一定会后悔的地方上。逆境中，力挽狂澜使强者更强，随波逐流使弱者更弱。凉风把枫叶吹红，冷言让强者成熟。努力不不一定成 功，不努力一定不成功。永远不抱怨，一切靠自己。人生最大的改变就是去做自己害怕的事情。每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的 路。社会上要想分出层次，只有一个办法，那就是竞争，你必须努力，否则结局就是被压在社会的底层。后悔是一种耗费精神的情绪后悔是比损失更大的 损失，比错误更大的错误所以不要后悔。每个人都有潜在的能量，只是很容易:被习惯所掩盖，被时间所迷离,被惰性所消磨。与其临渊羡鱼，不如退而结网。 生命之灯因热情而点燃，生命之舟因拼搏而前行。世界会向那些有目标和远见的人让路。不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。骐骥一跃，不 能十步；驽马十驾，功在不舍。锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。赚钱之道很多，但是 找不到赚钱的种子，便成不了事业家。最有效的资本是我们的信誉，它小时不停为我们工作。销售世界上第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成
(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
1. S1S2(加速电)场
精密测量带电粒子质量和分析同位 素（测荷质比）的仪器
qU = 1 mv2 2
速度选择器
照相底片
p
-
1
... ... ...
...
.................
s1 s2
p2
+
s3
................
功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。即使爬到最高的山上，一次也只能脚踏实地地迈一步。
R
v
O/
由对称性，射出线的反向 延长线必过磁场圆的圆心。
如图所示，在B=9.1x10-4T
的匀强磁场中，C、D是垂直于
磁场方向的同一平面上的两点，
D
相距d=0.05m。在磁场中运动
v
的电子经过C点时的速度方向
α
与CD成α=300角，并与CD在
CB
同一平面内，问：(1)若电子后
来又经过D点，则电子的速度
2、带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态
洛伦兹力来提供向心力 做匀速圆周运动
（1）半径特征： qvB = m v2 r
r = mv qB
（2）周期特征： T = 2r = 2m 周期T与运动速度
v qB 及运动半径无关
带电粒子做圆周运动的分析方法
（一）基本思路：洛仑兹力提供向心力。
qvB
=
m
v2 r
或t=2T(的单位 :弧是 度）
5、进出磁场边界
1、进出同一直线边界磁场：
进出对称
θ θ
2、进出圆形边界磁场：
沿径向射入必沿径向射出
α
带电粒子在磁场中运动的分析方法
• 1、找圆心：方法
利用v⊥R 利用弦的中垂线
• 2、定半径： 几何法求半径
向心力公式求半径
• 3、确定运动时间：
t
=
2
大小是多少？(2)电子从C到D
经历的时间是多少？(电子质量
me=9.1x10-31kg，电量 e=1.6x10-19C)
如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁 场。正、负电子同时从同一点O以与MN成 30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m， 电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？ 射出的时间差是多少？
小恒定。来提供向心力。
F向
=
m
v2 r
V - F洛
2、洛伦兹力的特点？ f⊥v，f大小不变， f永远不做功

所以：带电粒子将在垂直于
磁场的平面内做匀速圆周运动，
洛伦兹力来提供向心力。
一、带电粒子在匀强磁场中的运动 1、带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态 匀速直线运动
B R
A vO Cv
如图所示,一束电子(电量为e)以速度V垂直射入磁感 应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度 与电子原来的入射方向的夹角为300.求:(1)电子的质 量m(2)电子在磁场中的运动时间t
小结： 1、两洛伦兹力的交点即圆心
e
v
2、偏转角：初末速度的夹角。
3、偏转角=圆心角
θ
T
t=（θ /360o）T
T
=
2m
qB
如图所示，在半径为R 的圆的范围内，有匀强磁场，
方向垂直圆所在平面向里．一带负电的质量为m电量 为q粒子，从A点沿半径AO的方向射入，并从C点射出 磁场．∠AOC＝120o．则此粒子在磁场中运行的时间t ＝__________．(不计重力)．
t = 3R
3v
S = 2R = 2mv qB
v
a
Pb
实验验证
加速电压 选择挡
励磁线圈
电子枪 磁场强弱
选择挡
带电粒 子在汽 泡室运 动径迹 的照片. 有的粒 子运动 过程中 能量降 低,速度 减小,径 迹就呈 螺旋形.
例题：设一个质量为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.求：
1 1
P
r = mv qB
r m q
如图所示,一带正电粒子质量为m,带电量为q, 从隔板ab上一个小孔P处与隔板成45°角垂直 于磁感线射入磁感应强度为B的匀强磁场区,粒
子初速度大小为v,则
(1)粒子经过多长时间再次到达隔板？
(2)到达点与P点相距多远？(不计粒子的重力)
t = T = m
4 2qB
3.6 带电粒子在匀强 磁场中的运动
[问题1]在不计重力的情
况下，带电粒子平行磁场 方向进入匀强磁场时会做 什么运动呢？
f洛=0
[问题2]在仅受磁场力的 情况下，带电粒子垂直磁 场方向进入匀强磁场时会 做什么运动呢？
V
B
匀速直线运动
V
匀速圆周运动
理论推导：
1、物体做匀速圆周运动的条件？
合力方向始终垂直于速度方向指向圆心，大