2018-2019学年高中物理山东省专用选修3-1讲义:第三章 磁场 第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动 Word版含答案
2018-2019学年高中物理山东省专用选修3-1讲义:第三章 磁场 第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动 Word版含答案第3页

  (4)回旋加速器的半径越大,带电粒子获得的最大动能就越大。(√)

  (5)利用回旋加速器加速带电粒子,要提高加速粒子的最终能量,应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径R。(√)

  (6)带电粒子做匀速圆周运动的半径与带电粒子进入磁场时速度的大小有关,而周期与速度、半径都无关。(√)

  2.合作探究--议一议

  (1)带电粒子若垂直进入非匀强磁场后做半径不断变化的运动,这时公式r=是否成立?

  提示:成立。在非匀强磁场中,随着B的变化,粒子轨迹的圆心、半径不断变化,但粒子运动到某位置的半径仍由B、q、v、m决定,仍满足r=。

  (2)回旋加速器中所加的交变电压的周期由什么决定?

  提示:由于回旋加速器工作时,必须满足交变电压周期和粒子在磁场中运动周期相同,即粒子在磁场中运动周期决定了电压周期。

  (3)粒子经回旋加速器加速后,最终获得的动能与交变电压大小有无关系?

  提示:无关,仅与盒半径有关。

  

  

带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动   

  

  1.带电粒子垂直进入匀强磁场中,只受洛伦兹力,由其提供向心力做匀速圆周运动,运动半径r=,运动周期T=,除了半径和周期外,我们有时还分析粒子运动的速度、时间等问题。

  2.分析方法:"三定",即一定圆心,二定半径,三定圆心角。

  (1)圆心的确定:因为洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直,洛伦兹力为粒子做圆周运动提供了向心力,总是指向圆心。根据此点,我们可以很容易地找到圆周的圆心。在实际问题中,圆心位置的确定极为重要,通常有两种方法:

①画出粒子运动中的任意两点(一般是射入和射出磁场的两点)的洛伦兹力的方向,其延长线的交点即为圆心,如图甲。