6　带电粒子在匀强磁场中的运动

[学习目标]　1.掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的分析方法，会推导匀速圆周运动的半径公式和周期公式.2.知道质谱仪、回旋加速器的构造和工作原理.

一、带电粒子在匀强磁场中的运动

[导学探究]　如图1所示，可用洛伦兹力演示仪观察运动电子在匀强磁场中的偏转.

图1

(1)不加磁场时，电子束的运动轨迹如何？加上磁场时，电子束的运动轨迹如何？

(2)如果保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，轨迹圆半径如何变化？如果保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，圆半径如何变化？

答案　(1)一条直线　圆

(2)减小　增大

[知识梳理]

1.洛伦兹力的特点

由于洛伦兹力的方向总是与速度方向垂直，故洛伦兹力对粒子不做功(填"做功"或"不做功").

2.带电粒子在匀强磁场中的运动

(1)运动特点：沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在磁场中做匀速圆周运动.洛伦兹力提供向心力.

(2)半径和周期公式

由洛伦兹力提供向心力，即qvB＝m，可得r＝.周期T＝＝.由此可知带电粒子做匀速圆周运动的周期与速率v和半径r无关.

[即学即用]　判断下列说法的正误.

(1)在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子的轨道半径跟粒子的运动速率成正比.(√)

(2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与轨道半径成正比.(×)

(3)运动电荷在匀强磁场中做圆周运动的周期随速度增大而减小.(×)