高中物理人教版課件選修3-136帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(編輯修改稿)
2024-12-23 12:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 TqB?? ?！?典例 1】 (2020 安徽高考 )如圖所示，圓形 區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶 電粒子以速度 v從 A點(diǎn)沿直徑 AOB方向射入磁場(chǎng)， 經(jīng)過 Δ t時(shí)間從 C點(diǎn)射出磁場(chǎng)， OC與 OB成 60176。 角。 現(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)? 仍從 A點(diǎn)沿原方向射入磁場(chǎng)， 不計(jì)重力，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變?yōu)?( ) v,311A . t B .2 t C . t D .3 t23? ? ? ?【 思路點(diǎn)撥 】 解答本題時(shí)要注意以下幾點(diǎn)： (1)畫出軌跡示意圖，找出圓心的位置。 (2)根據(jù)幾何圖形，找出運(yùn)動(dòng)時(shí)間、速度、偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系。 (3)根據(jù)速度的變化確定偏轉(zhuǎn)角的變化，進(jìn)一步求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間的變化情況。 【 解析 】 選 B。設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為 R，粒子的 軌道半徑為 r，粒子以速度 v在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌 跡如圖所示，則由幾何關(guān)系知， 又 所以 當(dāng)粒子的速度為 時(shí)，軌道半徑為 所以偏轉(zhuǎn)角 θ′=120 176。 ， 故選項(xiàng) B正確。 r 3R? ，2mTqB?? ， 60 mtT360 3qB??? ? ?? ，m v m v r 3rRq B 3 q B 3 3?? ? ? ? ? ，12 0 2 mt T 2 t36 0 3q B??? ? ? ? ? ?? ，v3【 規(guī)律方法 】 三步解決帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng) (1)畫軌跡：即確定圓心，用幾何方法確定半徑并畫出軌跡。 (2)找聯(lián)系：軌道半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、速度相聯(lián)系；偏轉(zhuǎn)角度與圓心角、運(yùn)動(dòng)時(shí)間相聯(lián)系；在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與周期相聯(lián)系。 (3)用規(guī)律：即牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，特別是周期公式、半徑公式。 質(zhì)譜儀和回旋加速器 ，然后通過勻強(qiáng)磁場(chǎng)使垂直入射的粒子偏轉(zhuǎn)，從而測(cè)定帶電粒子的質(zhì)量或測(cè)定比荷，你能據(jù)此分析如何測(cè)定質(zhì)量和比荷嗎？ 【 思路分析 】 質(zhì)譜儀的應(yīng)用是本節(jié)的一個(gè)重點(diǎn)，要引導(dǎo)學(xué)生從動(dòng)能定理及勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來推導(dǎo)粒子的質(zhì)量和比荷。 提示： 如圖所示，設(shè)飄入加速電場(chǎng)的帶電粒子帶電荷量為 ＋ q，質(zhì)量為 m，加速電場(chǎng)兩板間電壓為 U，粒子出電場(chǎng)后垂 直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得 粒子出電場(chǎng)時(shí)，速度 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌道半徑 解得粒子質(zhì)量 比荷 所以測(cè)出帶電粒子的 軌道半徑 r即可。通過質(zhì)譜儀可以求出該粒子的質(zhì)量和比荷 (電荷量與質(zhì)量之比 )。 21qU m v2＝2qUvm＝2m v m 2 q U 2 m Ur
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