带电粒子在有界匀强磁场中的运动.ppt
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1、关于带电粒子在有界匀强磁场中的运动现在学习的是第1页,共21页1、圆心的确定方法、圆心的确定方法(1)速度垂线法速度垂线法:已知磁场:已知磁场中的两点的速度方向中的两点的速度方向 ABO(2)中垂线法中垂线法:已知磁场中的一:已知磁场中的一点的速度方向和另一位置点的速度方向和另一位置 ABO注意:注意:粒子的偏向角粒子的偏向角与粒子的与粒子的圆心角(回旋角)圆心角(回旋角)相等相等 入射角入射角=出射角出射角弦切角弦切角等于粒子的(圆心等于粒子的(圆心角)回旋角的一半角)回旋角的一半现在学习的是第2页,共21页2.半径的计算方法半径的计算方法(1)公式法公式法 RmvqvB2qBmvR(2)几
2、何法几何法3.时间的计算方法时间的计算方法 首先求出圆心角首先求出圆心角(1)(2)qBmTt2vRvst现在学习的是第3页,共21页一、单直边界类型一、单直边界类型例例1(2001年全国,年全国,18)如图所示,在如图所示,在y0的区域内存在匀强磁场,磁场的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于方向垂直于xy平面并指向纸面外,磁感应强度为平面并指向纸面外,磁感应强度为B一带正电的粒子一带正电的粒子以速度以速度V0从从O点射入磁场,入射方向在点射入磁场,入射方向在xy平面内,与平面内,与x轴正方向的夹角轴正方向的夹角为为,若粒子射出磁场的位置与若粒子射出磁场的位置与O点的距离为点的距离为L,求(求
3、(1)该粒子的电荷量和质量之比)该粒子的电荷量和质量之比q/m、(2)粒子在磁场中运动的时间粒子在磁场中运动的时间t现在学习的是第4页,共21页练习练习1:如图所示,质量为如图所示,质量为m,带正电量,带正电量q的离子,垂直磁场方向从的离子,垂直磁场方向从A射入匀强磁场磁感应强度为射入匀强磁场磁感应强度为B,途经,途经P点已知点已知AP连线与入射方向连线与入射方向成成角,角,AP连线长为连线长为L,则(,则()A离子从离子从A到到P速度方向改变了速度方向改变了角角 B离子运动的半径为离子运动的半径为L/2 C离子从离子从A到到P经历的时向为经历的时向为2m/Bq D离子运动的速度为离子运动的速
4、度为(BqL/2msin)CD现在学习的是第5页,共21页30OBdv二、双直边界类型二、双直边界类型rA=30v FF例题例题2 如图所示,一束电子的电荷量为如图所示,一束电子的电荷量为e以速以速度垂直射入磁场中,穿过磁场时的速度方向与度垂直射入磁场中,穿过磁场时的速度方向与原来的入射方向的夹角是原来的入射方向的夹角是30度,则度,则(1)电子的质量是多少?)电子的质量是多少?(2)电子穿过磁场的时间又是多少?)电子穿过磁场的时间又是多少?现在学习的是第6页,共21页练习练习1 如图所示,长为如图所示,长为L的水平极板间,有垂直纸面向里的匀强磁场的水平极板间,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应
5、强度为,磁感应强度为B,板间距离也为,板间距离也为L,板不带电现有质量为,板不带电现有质量为m、电、电量为量为q的带正电粒子的带正电粒子(不计重力不计重力),从左边极板间中点处垂直磁场,从左边极板间中点处垂直磁场方向以速度方向以速度v水半射入磁场,欲使粒子不打在极板上,可采用的办法水半射入磁场,欲使粒子不打在极板上,可采用的办法是是()A使粒子的速度使粒子的速度v5BqL/4mC使粒子的速度使粒子的速度vBqL/m D使粒子速度使粒子速度BqL/4m v dr d/2mv0/qB d/2B 2mv0q/dr r1 1r q mv0/13d现在学习的是第8页,共21页三、圆形边界类型三、圆形边界
6、类型例例3.在以坐标原点在以坐标原点0为圆心,半径为为圆心,半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大的圆形区域内,存在磁感应强度大小为小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示一个不计重力的带、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示一个不计重力的带电粒子从磁场边界与电粒子从磁场边界与x轴的交点轴的交点A处以速度处以速度V沿沿一一x方向射人磁场,它恰好方向射人磁场,它恰好从磁场边界与从磁场边界与y轴的交点轴的交点c处沿处沿+y方向飞出方向飞出(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m;(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为若磁场的
7、方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B,该粒子仍从,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了对于入射方向改变了600,求磁感应强度,求磁感应强度B多大多大?此次粒子在磁场中运动所用此次粒子在磁场中运动所用时间时间t多少多少?现在学习的是第9页,共21页练习练习1 1、如图所示,在半径为、如图所示,在半径为r r的圆形区域内,有一个匀强磁场,一带电粒子以的圆形区域内,有一个匀强磁场,一带电粒子以速度速度v v0 0从从A A点沿半径方向射入磁场区,并由点沿半径方向射入磁场区,并由B B点射出,点射出,
8、O O点为圆心,点为圆心,AOB=120AOB=120,(粒子重力不计)求,(粒子重力不计)求(1 1)粒子在磁场区的偏转半径)粒子在磁场区的偏转半径R R(2 2)在磁场区中的运动时间)在磁场区中的运动时间rR6030o30rR30336vrTt现在学习的是第10页,共21页OAv0BOAv0B2次次t2=T/3=2 m/3qB练习练习2 2磁感应强度为磁感应强度为B B的匀强磁场存在于半径为的匀强磁场存在于半径为R R的圆形面内,方向如图所的圆形面内,方向如图所示,现有质量为示,现有质量为m m,电量为,电量为+q+q的粒子从的粒子从A A点对准面内圆心点对准面内圆心O O射入磁场,为使粒
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- 关 键 词:
- 带电 粒子 有界匀强 磁场 中的 运动
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