高二物理带电粒子在匀强磁场中的运动PPT课件
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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 最大动能各是多大？
（4） 粒子在同一个D 形盒中相邻两条轨道半 径之比
结论
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
回旋加速器
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
形盒的直径为d，用该回旋加速器加速质量为m、
式中的比例系数K称为霍尔系数． 霍尔效应可解 释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集 在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余 的正电荷，从而形成横向电场．横向电场对电子 施加与洛仑兹力方向相反的静电力．当静电力与 洛仑兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会 形成稳定的电势差。设电流I是电子的定向流动形
种铜离子质量分别为m1和m2 ,水平地经小孔S进入有互相垂直 的匀强电场和匀强磁场的区域，其中磁场、电场方向如图， 只有那些路径不发生偏转的离子才能通过另一小孔进入匀强 磁场中，此后两种离子将沿不同路径做圆周运动,到达底片P 时两离子间距为d，求此d值。
• 已知：E=1.00 ☓105V/m
• B=0.40T
(A)
霍尔效应
dB I
h
I=neSv=nedhv eU/h=evB
U=IB/ned=kIB/d
k是霍尔系数
练习（2000理科综合）如图所示．厚度为h，宽度 为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均 匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上 侧面A和下侧面A’之间会产生电势差．这种现象称 为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势 差U、电流I和B的关系为U=kIB/d
高中物理新人教版 选修３-１系列课件
第三章《磁场》
第六节 《带电粒子在 匀强磁场中的运动》
第１课时
磁场中的带电粒子一般可分为两类：
1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负 离子等。这些粒子所受重力和洛仑磁力相比在小得 多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑 重力。（但并不能忽略质量）。
区，如图所示，当它飞
离磁场区时，运动方向
偏转θ角．试求粒子的
运动速度v以及在磁场中
运动的时间t．
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。
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
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
2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有 说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗 示或运动状态来判定
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：
×××B××
-v
×××××
B
×××××
××+××v×
×××××
一、运动形式
1、匀速直线运动。
ev
θ
B d
练习教材P102页第1,2,3
第２课时
复习回顾
1、圆周运动的半径
vຫໍສະໝຸດ Baidu qvB m
R
R mv qB
2、圆周运动的周期
T 2 R
v
T 2 m qB
思考：周期与速度、半径什么关系？
带电粒子在磁场中运动情况研究
• 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
2、
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?
1、圆周运动的半径
v2 qvB m
R
R mv qB
2、圆周运动的周期
T 2 R
v
T 2 m qB
思考：周期与速度、半径什么关系？
粒子运动方向与磁场有一夹角 （大于0度小于90度）轨迹为螺线
向心力公式求半径
•
3、确定运动时间：
t
2
T
T 2m
注意：θ用弧度表示
qB
例:如图所示，在第一象限有磁感应强度为B的 匀强磁场，一个质量为m，带电量为+q的粒子 以速度v从O点射入磁场，θ角已知，求粒子在磁 场中飞行的时间和飞离磁场的位置（粒子重力 不计）
直线加速器
～
粒子在每个加速电场中的运动时间相等， 因为交变电压的变化周期相同
带电粒子在磁场中运动情况研究
• 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
T
T 2m
注意：θ用弧度表示
qB
例：垂直纸面向外的匀强磁场仅限于宽度为d的 条形区域内，磁感应强度为B．一个质量为m、电 量为q的粒子以一定的速度垂直于磁场边界方向 从α点垂直飞入磁场
B
,
• B′=0.50T
• m1=63 ☓1.66 ☓10-27kg • m2=65 ☓1.66 ☓10-27kg
2、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
•（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.
练习2 氘核和α粒子，从静止开始经相同 电场加速后，垂直进入同一匀强磁场作圆周 运动.则这两个粒子的动能之比为多少？轨道 半径之比为多少？周期之比为多少？
练习1．如图，一束具有各种速率的带正一个元电荷的两
场．∠AOC＝120o．则此粒子在磁场中运行
的时间t＝__________． (不计重力)．
B R
A vO
Cv
1、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=?
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 最大动能各是多大？
（4） 粒子在同一个D 形盒中相邻两条轨道半 径之比
结论
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
回旋加速器
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
形盒的直径为d，用该回旋加速器加速质量为m、
式中的比例系数K称为霍尔系数． 霍尔效应可解 释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集 在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余 的正电荷，从而形成横向电场．横向电场对电子 施加与洛仑兹力方向相反的静电力．当静电力与 洛仑兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会 形成稳定的电势差。设电流I是电子的定向流动形
种铜离子质量分别为m1和m2 ,水平地经小孔S进入有互相垂直 的匀强电场和匀强磁场的区域，其中磁场、电场方向如图， 只有那些路径不发生偏转的离子才能通过另一小孔进入匀强 磁场中，此后两种离子将沿不同路径做圆周运动,到达底片P 时两离子间距为d，求此d值。
• 已知：E=1.00 ☓105V/m
• B=0.40T
(A)
霍尔效应
dB I
h
I=neSv=nedhv eU/h=evB
U=IB/ned=kIB/d
k是霍尔系数
练习（2000理科综合）如图所示．厚度为h，宽度 为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均 匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上 侧面A和下侧面A’之间会产生电势差．这种现象称 为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势 差U、电流I和B的关系为U=kIB/d
高中物理新人教版 选修３-１系列课件
第三章《磁场》
第六节 《带电粒子在 匀强磁场中的运动》
第１课时
磁场中的带电粒子一般可分为两类：
1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负 离子等。这些粒子所受重力和洛仑磁力相比在小得 多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑 重力。（但并不能忽略质量）。
区，如图所示，当它飞
离磁场区时，运动方向
偏转θ角．试求粒子的
运动速度v以及在磁场中
运动的时间t．
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。
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
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
2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有 说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗 示或运动状态来判定
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：
×××B××
-v
×××××
B
×××××
××+××v×
×××××
一、运动形式
1、匀速直线运动。
ev
θ
B d
练习教材P102页第1,2,3
第２课时
复习回顾
1、圆周运动的半径
vຫໍສະໝຸດ Baidu qvB m
R
R mv qB
2、圆周运动的周期
T 2 R
v
T 2 m qB
思考：周期与速度、半径什么关系？
带电粒子在磁场中运动情况研究
• 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
2、
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?
1、圆周运动的半径
v2 qvB m
R
R mv qB
2、圆周运动的周期
T 2 R
v
T 2 m qB
思考：周期与速度、半径什么关系？
粒子运动方向与磁场有一夹角 （大于0度小于90度）轨迹为螺线
向心力公式求半径
•
3、确定运动时间：
t
2
T
T 2m
注意：θ用弧度表示
qB
例:如图所示，在第一象限有磁感应强度为B的 匀强磁场，一个质量为m，带电量为+q的粒子 以速度v从O点射入磁场，θ角已知，求粒子在磁 场中飞行的时间和飞离磁场的位置（粒子重力 不计）
直线加速器
～
粒子在每个加速电场中的运动时间相等， 因为交变电压的变化周期相同
带电粒子在磁场中运动情况研究
• 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
T
T 2m
注意：θ用弧度表示
qB
例：垂直纸面向外的匀强磁场仅限于宽度为d的 条形区域内，磁感应强度为B．一个质量为m、电 量为q的粒子以一定的速度垂直于磁场边界方向 从α点垂直飞入磁场
B
,
• B′=0.50T
• m1=63 ☓1.66 ☓10-27kg • m2=65 ☓1.66 ☓10-27kg
2、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
•（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.
练习2 氘核和α粒子，从静止开始经相同 电场加速后，垂直进入同一匀强磁场作圆周 运动.则这两个粒子的动能之比为多少？轨道 半径之比为多少？周期之比为多少？
练习1．如图，一束具有各种速率的带正一个元电荷的两
场．∠AOC＝120o．则此粒子在磁场中运行
的时间t＝__________． (不计重力)．
B R
A vO
Cv
1、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=?