2017-2018学年高二物理人教版选修3-1教学案:第三章 第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动
2017-2018学年高二物理人教版选修3-1教学案:第三章  第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动第3页

  3.若将粒子在电场中的运动合起来看,可等效为匀加速直线运动,末速度由r=得到,加速度由a=得到(d为两D形盒间距),则t1==。

  ③[判一判]

  1.回旋加速器工作时,电场必须是周期性变化的(√)

  2.回旋加速器中,磁场的作用是改变粒子速度的方向,便于多次加速(√)

  3.粒子在回旋加速器中加速次数的多少是由磁场决定的(×)

  

  研究带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的问题,应按照"一找圆心, 二求半径r=, 三求周期T=或时间"的基本思路分析。

  1.圆心的确定

  带电粒子进入一个有界磁场后的轨道是一段圆弧,其圆心一定在与速度方向垂直的直线上。通常有两种确定方法。

  (1)已知入射方向和出射方向时,可以通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲所示,图中P为入射点,M为出射点,O为轨道圆心)。

  (2)已知入射方向和出射点的位置时,可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图乙所示,P为入射点,M为出射点,O为轨道圆心)。

  2.运动半径的确定

  作入射点、出射点对应的半径,并作出相应的辅助三角形,利用三角形的解析方法或其他几何方法,求解出半径的大小,并与半径公式r=联立求解。

  3.运动时间的确定

粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时,其运动时间可由此式表示:t=T(或t=T)。可见粒子转过的圆心角越大,所用时间越长。