（3）实验结论
①沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀
强磁场中做匀速圆周运动。
②磁场强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径 也增大。 ③粒子射入速度不变，磁场强度增大，轨道半径减 小。
通过格 雷塞尔气 泡室显示 的带电粒 子在匀强 磁场中的 运动径迹
例题：一个质量为m、电荷量为q的粒子，从 容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场， 然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应 强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D 上（如图） （1）求粒子进入磁场 时的速率。 （2）求粒子在磁场中 运动的轨道半径。
1 2 加速：qU mv 2
mv 1 偏转：R d qB 2
1 1 R d 2 Bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2mU q
二、实际应用 （一）、质谱仪
测量带电粒子的质量或比荷 分析同位素 1．直线加速器
（二）、回旋加速器
1、作用：产生高速运动的粒子 2、原理
1）、两D形盒中有匀强磁场无电场， 盒间缝隙有交变电场。 2）、交变电场的周期等于粒子做匀速 圆周运动的周期。
（1） v ⊥ 时 B ，洛伦兹力的方向与速度方向的 关系 ——垂直
（2）带电粒子仅在洛伦兹力的作用下，粒 子的速率变化么？能量呢？ （3）洛伦兹力的如何变化？ （4）从上面的分析，你认为垂直于匀强磁 场方向射入的带电粒子，在匀强磁场中的 运动状态如何？
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
1、理论推导
1931年，加利福尼亚大学的劳 伦斯提出了一个卓越的思想，通 过磁场的作用迫使带电粒子沿着 磁极之间做螺旋线运动,把长长 的电极像卷尺那样卷起来，发明 了回旋加速器，第一台直径为27cm的回旋 回速器投入运行，它能将质子 加速到1Mev。 1939年劳伦斯获诺贝尔 物理奖。
1、如图所示，一束电子（电量为e)以速度V垂
2）、圆周运动的周期
2 R T v
2、实验验证
亥姆霍兹线圈
电 加速电压 选择挡
子
枪
磁场强弱选择挡
（1）洛伦兹力演示仪
①电子枪：射出电子 ②加速电场：作用是改变电子束出射 的速度 ③励磁线圈（亥姆霍兹线圈）：作用 是能在两线圈之间产生平行于两线圈 中心的连线的匀强磁场
（2）实验演示
a、不加磁场时观察电子束的径迹 b、给励磁线圈通电，观察电子束的径迹 c、保持初射电子的速度不变，改变磁感应强 度，观察电子束径迹的变化 d、保持磁感应强度不变，改变出射电子的速 度，观察电子束径迹的变化
场．∠AOC＝120o．则此粒子在磁场中运行
的时间t＝__________．
B A v O R
(不计重力)．
C v
3、如图所示，在直线MN的右侧有磁感应强
度为B的匀强磁场，方向垂直向里。电子(电
量e、质量m)以速度v从MN上的孔A，垂直
于MN方向射入匀强磁场，途
经P点，并最终打在MN上的
M A
θ v P
直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场，
穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹
角为300。求 : (1) 电子的质量m=?
子在磁场中的运动时间t=? e
(2) 电
v θ B d
2 、如图所示，在半径为 R 的圆的范围内，
有匀强磁场，方向垂直圆所在平面向
里．一带负电的质量为m电量为q粒子，从A
点沿半径 AO 的方向射入，并从 C 点射出磁
（三）情感态度与价值观 引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学 生的科学思维和研究方法。让学生认真体会科学 研究最基本的思维方法:“推理—假设—实验验证”。 二、重点与难点： 重点：1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向. 2.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦 兹力大小的计算. 这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运 动)，是本章的重点 难点：1.洛伦兹力对带电粒子不做功. 2.洛伦兹力方向的判断. 三、教具：电子射线管、高压电源、磁铁、多媒 体
已知回旋加速器中D形盒内匀强磁场的磁感应 强度大小为B，D形盒的半径为r.今将质量为m、 电量为q的质子从间隙中心处由静止释放，求粒 子在加速器内加速后所能达到的最速度表达式.
3）、粒子最后出加速器的速度大小由盒的半径决定。
3、注意
2 m 1、带电粒子在匀强磁场中的运动周期 T qB 跟 运动速率和轨道半径无关，对于一定的带电粒子和 一定的磁感应强度来说，这个周期是恒定的。
C点、已知AP连线与速度方向
的夹角为θ ，不计重力。求
（1）A、C之间的距离
（2）从A运动到P点所用的时间。
N
4、如图所示，一带正电粒子质量为m，带电量
为q，从隔板ab上一个小孔P处与隔板成45°角
垂直于磁感线射入磁感应强度为B的匀强磁场
区，粒子初速度大小为v，则 (1)粒子经过多长时间再次到达隔板？ (2)到达点与P点相距多远？

复习：
1、洛伦兹力产生的条件？
2、洛伦兹力的大小和方向如何确定？ 3、洛伦兹力有什么特点？ 思考： 射入匀强磁场中的带电粒 子将做怎样的运动呢？
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
1、理论推导
问题1： 带电粒子平行射入匀强磁场的 运动状态，？ （重力不计） 匀速直线运动 带电粒子垂直射入匀强磁场的运 问题2： 动状态？ （重力不计）
沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电
粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动 问题3：
推导粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆 半径r和运动周期T，与粒子的速度v和磁场 的磁感应强度B的关系表达式
带电粒子将在垂直于磁场 的平面内做匀速圆周运动 。
1）、圆周运动的半径
v qvB m R
2
mv R qB
2 m T qB
教学目标



（一）知识与技能 1、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方 向. 2、知道洛伦兹力大小的推理过程. 3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大 小的计算. 4、了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦 兹力对电荷不做功. 5、了解电视显像管的工作原理 （二）过程与方法 通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安 培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手 定则判断。通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式 F=qvBsinθ。最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像 管中的磁偏转。
（不计粒子的重力）
v
a
P
b
5、长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的 匀强磁场，如图所示，磁场强度为B，板间距 离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q
的带正电粒子（不计重力），从左边极板间
中点处垂直磁场以速度v平行
极板射入磁场，欲使粒
子不打在极板上，则粒
L
+q
m
v
L
子入射速度v应满足什
么条件？
B
2、交变电场的往复变化周期和粒子的运动周 期T相同，这样就可以保证粒子在每次经过交 变电场时都被加速。
如果尽量增强回旋加速器的磁场或加大D 形盒半径，我们是不是就可以使带电粒子获 得任意高的能量吗？
3、由于侠义相对论的限制，回旋加速器只能 把粒子加速到一定的能量。
回旋加速器中磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为 R，用该回旋加速器加速质量为m、电量为q的粒子，设粒 子加速前的初速度为零。求： （1） 粒子的回转周期是多大？ （2）高频电极的周期为多 大？ （3） 粒子的最大动能是 多大？ （4） 粒子在同一个D形盒中相邻两条轨道半径之比 (5)设D形盒的电压为U,盒间距离为d,求加速到最 大动能所需时间