帶電粒子在勻強磁場中的運動.ppt

6 帶電粒子在勻強磁場中的運動 問題1 帶電粒子在磁場中受洛倫茲力的計算公式 問題2 洛倫茲力的特點是什么 問題5 一帶電量為q 質(zhì)量為m 速度為v的帶電粒子垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中 其半徑r和周期T為多大 二 帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑和周期 自主練習1 氘核 氚核 氦核 都垂直磁場方向入射同一勻強磁場 求以下幾種情況下 它們軌道半徑之比及周期之比各是多少 1 以相同速率射入磁場 2 以相同動能射入磁場 問題6 當粒子在勻強磁場中運動不滿一個圓周時 運動時間如何確定 問題7 帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動時圓心如何確定 自主練習2 如圖 寬度為d的勻強有界磁場 磁感應(yīng)強度為B 現(xiàn)有一質(zhì)量為m 電荷量為q的帶電粒子沿垂直于邊界方向垂直射入磁場中 要使粒子不能從右邊界射出 求粒子入射速率的最大值為多少 自主學習題2 一個質(zhì)量為m 電荷量為q的粒子 從容器下方的小孔S1飄入電勢差為U的加速電場 其初速度幾乎為零 然后經(jīng)過S3沿著與磁場垂直的方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中 最后打到照相底片D上 1 求粒子進入磁場時的速率 2 求粒子在磁場中運動的軌道半徑 加速電壓 速度選擇器 偏轉(zhuǎn)磁場 照相底片 r mv2 qvB 質(zhì)譜儀最初是由湯姆生的學生阿斯頓設(shè)計的 他用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了氖20和氖22 證實了同位素的存在 現(xiàn)在質(zhì)譜儀已經(jīng)是一種十分精密的儀器 質(zhì)譜儀 是用來分析各種元素的同位素并測量其質(zhì)量及百分含量的重要工具 自主練習3 如圖所示 一束帶正電的相同的粒子垂直磁場邊界自O(shè)點射入勻強磁場中后分成了3束 其運動軌跡如圖 粒子運動方向與磁場方向垂直 不計粒子的重力作用 已知OA OC 2 OD 3 則這三束粒子的速率之比V1 V2 V3 解 自主練習4 如圖所示 abcd為絕緣擋板圍成的正方形區(qū)域 其邊長為L 正 負電子分別從ab擋板中點K 沿垂直擋板ab方向射入場中 其質(zhì)量為m 電量為e 若從d P兩點都有粒子射出 則正 負電子的入射速度分別為多少 其中bP L 4 R2 R1 L 4 L 2 R2 L 2 L 課后自主學習題 1 如圖所示 正方形區(qū)域abcd中充滿勻強磁場 磁場方向垂直紙面向里 一個氫核從ad邊的中點m沿著既垂直于ad邊又垂直于磁場的方向 以一定速度射入磁場 正好從ab邊中點n射出磁場 現(xiàn)將磁場的磁感應(yīng)強度變成原來的2倍 其他條件不變 則這個氫核射出磁場的位置是 A 在b n之間某點B 在n a之間某點C a點D 在a m之間某點 2 如圖所示 在真空區(qū)域內(nèi) 有寬度為L的勻強磁場 磁感應(yīng)強度為B 磁場方向垂直紙面向里 MN PQ是磁場的邊界 一質(zhì)量為m 帶電荷量為 q的粒子 先后兩次沿著與MN夾角為 00 900 的方向垂直于磁感線射入勻強磁場中 第一次粒子以速度v1射入磁場 粒子剛好沒能從PQ邊界射出磁場 第二次粒子以