電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的研究.ppt

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)公式：,基本公式：,導(dǎo)出公式：,一、電荷在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況,例1、如圖所示，一束電量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力)以速度v從A點(diǎn)垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在B點(diǎn)穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來(lái)入射方向的夾角是30，求該粒子的質(zhì)量和穿過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間？,300,300,解：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系得：,由洛倫茲力提供向心力,變式1：假如磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)上下邊界是長(zhǎng)為L(zhǎng)的平行極板，板間距離也為L(zhǎng)，板不帶電，現(xiàn)讓質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力)，從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁感線以速度v水平射入磁場(chǎng)，欲使粒子打在極板上，求粒子速度范圍是多少？,解：最小速度為v1,最大速度為v2：,變式2:假如上述帶電粒子，仍以大小為v方向與ad邊夾角為30射入磁場(chǎng)，使粒子能打到ab板上，ab板足夠長(zhǎng)，求v的取值范圍以及引范圍內(nèi)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的范圍.,解：最小速度對(duì)應(yīng)v1,最大速度對(duì)應(yīng)v2,變式3:若在邊界MN的上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里P為屏上的一個(gè)小孔PC與MN垂直一群質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子(不計(jì)重力)，以相同的速率v，從P處沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域粒子入射方向在與磁場(chǎng)B垂直的平面內(nèi)，且散開(kāi)在與PC夾角為的范圍內(nèi)則在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度為多少？,解：最遠(yuǎn)距離為2R,最近距離為x2,二、電荷在相鄰的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況,例2、如圖所示，在x0與x0的區(qū)域中，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1與B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，且B1:B2=3:2，一個(gè)帶負(fù)電的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v沿x軸負(fù)方向射出，且已知粒子在B2中運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，要使該粒子經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間后又經(jīng)過(guò)O點(diǎn)？,解：,變式1:若只知B1與B2兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，且B1B2。一個(gè)帶負(fù)電的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v沿x軸負(fù)方向射出，要使該粒子經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后又經(jīng)過(guò)O點(diǎn)，B1與B2的比值應(yīng)滿足什么條件？,變式2:如圖所示，MN是相距為d的兩平行金屬板，O、為兩金屬板中心處正的兩個(gè)小孔，N板的右側(cè)空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B且方向相反的兩勻磁場(chǎng)區(qū)，圖中虛線CD為兩磁場(chǎng)的分界線，CD線與N板的距離也為d.在磁區(qū)內(nèi)適當(dāng)位置放置一平行磁場(chǎng)方向的薄擋板PQ，并使之與O、連線處于一平面內(nèi)現(xiàn)將電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源的正負(fù)極按圖示接法接到兩金屬板上，有O點(diǎn)靜止釋放的帶電粒子（重力不計(jì)）經(jīng)MN板間的電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)，最后恰好垂直撞上擋板PQ而停止運(yùn)動(dòng)。試求：（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；（2）帶電粒子的電性和比荷；（3）帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1與在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2的比值,三、由電荷的運(yùn)動(dòng)情況判斷磁場(chǎng)情況,問(wèn)題3如圖所示,一帶電質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量為m,電量為q,以平行于Ox軸的速度v從y軸上的a點(diǎn)射入圖中第一象限所示的區(qū)域.為了使該質(zhì)點(diǎn)能從x軸上的b點(diǎn)以垂直于Ox軸的速度v射出,可在適當(dāng)