带电粒子在匀强磁场中的运动

第六节带电粒子在匀强磁场中的运动

【学习目标】

1.理解洛伦兹力对粒子不做功。

2.理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，粒子在磁场中做匀速

圆周运动。

3.了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。

【课前预习】

1.演示实验，如图所示

（1）当没有磁场作用时，电子的运动轨迹

是。

（2）让电子垂直射入磁场时，这时电子束的运动轨迹是。

（3）实验表明，增大电子的速度时，圆周的半径，增强磁场磁感应强度时，圆周半径。

2.洛伦兹力的特点和带电粒子在磁场中的运动

（1）洛伦兹力不改变带电粒子速度的；或者说，洛伦兹力对带电粒子不。（2）洛伦兹力的方向总是与速度方向，正好起到了的作用；公式为。【课堂探究】

假设有一束粒子带电量为q以速度v0垂直射入匀强磁场B，推导出粒子的轨道半径和运动周期

【当堂检测】

1.在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动。如果该粒子又顺利进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则( )

A.粒子的速率加倍，周期减半

B．粒子的速率不变，轨道半径减半

C.粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4

D．粒子的速率不变，周期减半

2.质子和+1价钠离子分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动，如果它们的圆周运动半径恰好相等，这说明它们在进入磁场时（）

A．速率相等B。m和v的乘积相等 C.动能相等D。质量相等

3.关于在匀强磁场中做匀速圆周运动的电子的说法，正确的是（）

A．速率越大，周期越大B。速率越小，周期越大

C．速度方向与磁场方向平行D。速度方向与磁场方向垂直

4.质子和a粒子从静止开始经相同的电势差加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，分别求这两粒子的动能之比，半径之比和周期之比

5.电子以1.6 x106m/s速度沿着与磁场垂直的方向射入B=2.0x10-4T的匀强磁场中。求电子做匀速圆周运动的轨道半径和周期。