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第6節(jié)洛倫茲力與現(xiàn)代技術學習目標1.知道在洛倫茲力作用下，帶電粒子垂直進入磁場做勻速圓周運動．2.會應用公式F＝qvB推導帶電粒子做勻速圓周運動的半徑、周期公式，并會應用它們解答有關問題．3.知道回旋加速器、質(zhì)譜儀的基本構造，原理以及基本用途.思維啟迪為了研究物質(zhì)的微觀結構，科學家必須用各種各樣的加速器產(chǎn)生出速度很大的高能粒子，歐洲核子研究中心的粒子加速器周長達27km(如圖3-6-1所示的大圓)．為什么加速器需要那么大的周長呢？位于法國和瑞士邊界的歐洲核子研究中心

圖3-6-1

0勻速圓周向心力圖3-6-4

帶電粒子在磁場中的運動

圖3-6-5

圖3-6-6

三、在勻強磁場中運動的多解問題

帶電粒子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，出現(xiàn)多解原因包含以下幾個方面：1.帶電粒子電性不確定形成多解受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負電，在初速度相同的條件下，正負粒子在磁場中運動軌跡不同，導致形成多解．2.磁場方向不確定形成多解有時題目中只告訴了磁感應強度的大小，而未具體指出磁感應強度的方向，此時必須要考慮磁感應強度方向的不確定而形成的多解．3.臨界狀態(tài)不唯一形成多解帶電粒子在洛倫茲力作用下穿越有界磁場時，由于帶電粒子的運動軌跡是圓周的一部分，因此帶電粒子可能穿越了有界磁場，也可能轉過180°能夠從入射的那一邊反向飛出，就形成多解．4.帶電粒子運動的重復性形成多解帶電粒子在部分是電場，部分是磁場的空間中運動時，往往具有重復性的運動，形成了多解.垂直電場線進入勻強電場(不計重力)垂直磁感線進入勻強磁場(不計重力)受力情況電場力FE＝qE，其大小、方向不變，與速度v0無關，F(xiàn)E是恒力洛倫茲力FB＝qvB，其大小不變，方向隨v而改變，F(xiàn)B是變力圖3-6-10

質(zhì)譜儀和

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