第三章磁场第六节带电粒子在匀强磁场中的运动学习目标定位※※掌握带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹及做功情况※了解质谱仪和回旋加速器的工作原理课堂情景切入美国费米实验室的回旋加速器直径长达2km，请你探究分析回旋加速器直径为什么要这样大？知识自主梳理1.运动轨迹带电粒子(不计重力)以一定的速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场时：①当v∥B时，带电粒子将做_________运动；②当v⊥B时，带电粒子将做_________运动。带电粒子在匀强磁场中的运动匀速直线匀速圆周2．轨道半径和周期①由qvB＝mv2r得：r＝_______②T＝2πrv＝______由上式可知：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与粒子运动速率________。mvqB2πmqB无关1.质谱仪：用来分析各种元素的同位素并测量其质量及含量百分比的仪器。2．构造：如图所示，主要由以下几部分组成：质谱仪①带电粒子注射器②加速电场(U)③______________________④____________⑤照相底片速度选择器(B1、E)偏转磁场(B2)3．原理(1)加速电场加速：根据动能定理：_____＝12mv2(2)匀强磁场偏转：洛伦兹力提供向心力：_____＝mv2r(3)结论：r＝___________，测出半径r，可以算出粒子的比荷qm或算出它的质量。qUqvB1B2mUq1.构造图：如图回旋加速器2．原理：利用电场对带电粒子的_______作用和磁场对运动电荷的_____作用来获得高能粒子。①粒子每经过一次加速，其轨道半径就______，粒子绕圆周运动的周期_______。②由qvB＝mv2/R和Ek＝12mv2得Ek＝_________，即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q、m、B、R有关，与加速电压无关。加速偏转增大不变qBR22m知识体系构建重点难点突破一、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题1．圆心的确定(1)已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别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a所示，图中P为入射点，M为出射点)。(2)已知入射点和出射点的位置时，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b所示，图中P为入射点，M为出射点)。2．带电粒子在不同边界磁场中的运动(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示)(2)平行边界(存在临界条件，如图所示)(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图所示)3．半径的确定用几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小。4．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...
