帶電粒子在磁場中的運動 課件

1、1.思維啟動如圖921所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度均為B，帶電粒子的速率均為v、帶電荷量均為q。試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并說明洛倫茲力的方向。2.應(yīng)用升級1如圖923所示，電子槍射出的電子束進入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線，則示波管中的電子束將 ()A向上偏轉(zhuǎn)B向下偏轉(zhuǎn)C向紙外偏轉(zhuǎn) D向紙里偏轉(zhuǎn)解析：環(huán)形導(dǎo)線在示波管處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向外，由左手定則可判斷，電子受到的洛倫茲力向上，故A正確。答案：A3.4.5.6.(3)帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的分析方法圓心的確定。基本思路：即圓心一定在與速度方向垂直的直線上。有兩種方法：a已知入射方向和出射方向時，

2、可通過入射點和出射點分別作垂直于入射速度方向和出射速度方向的直線，兩條直線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖925甲所示，P點為入射點，M點為出射點)。b已知入射點和出射點的位置時，可以通過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和出射點，作其中垂線，這兩條垂線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖925乙所示，P為入射點，M為出射點)。半徑的確定和計算。利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的可能半徑(或圓心角)7.Oyx Bv60(應(yīng)用升級）如圖，在第I象限范圍內(nèi)有垂直xOy平面的勻強磁場B。質(zhì)量為m、電量大小為q的帶電粒子(不計重力)，在xOy平面里經(jīng)原點O射入磁場中，初速度為v0，且與x軸成60角，試分析計算：穿越

3、磁場時運動方向發(fā)生的偏轉(zhuǎn)角多大？帶電粒子在磁場中運動時間多長？如粒子帶正電，則：如粒子帶負電，則：601208.知識檢索(1)直線邊界(進出磁場具有對稱性，如圖9211)圖92119.(2)平行邊界(存在臨界條件，如圖9212)圖921210.(3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖9213)圖921311.典題例析例1如圖9214所示，虛線圓所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。一束電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場，電子束經(jīng)過磁場區(qū)后，其運動方向與原 圖9214入射方向成角。設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，不計電子之間相互作用力及所受的重力，求：12.(1)電子在磁

4、場中運動軌跡的半徑R；(2)電子在磁場中運動的時間t；(3)圓形磁場區(qū)域的半徑r。審題指導(dǎo)電子對準(zhǔn)圓心方向入射必定背離圓心離開磁場。13.14.15.例2、如圖，空間分布著有理想邊界的勻強電場和勻強磁場。左側(cè)勻強電場的場強大小為E、方向水平向右，電場寬度為L；中間區(qū)域勻強磁場方向垂直紙面向外，右側(cè)區(qū)域勻強磁場方向垂直紙面向里，兩個磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小均為B。一個質(zhì)量為m、電量為q、不計重力的帶正電的粒子從電場的左邊緣的O點由靜止開始運動，穿過中間磁場區(qū)域進入右側(cè)磁 場區(qū)域后，又回到O點，然 后重復(fù)上述運動過程。求： （1）中間磁場區(qū)域的寬度d； （2）帶電粒子的運動周期。B1EOB2LdO

5、1O3O216.由以上兩式，可得（2）在電場中運動時間在中間磁場中運動時間在右側(cè)磁場中運動時間則粒子的運動周期為帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)，由牛頓第二定律得：解：（1）如圖所示，帶電粒子在電場中加速，由動能定理得：粒子在兩磁場區(qū)運動半徑相同，三段圓弧的圓心組成的三角形O1O2O3是等邊三角形，其邊長為2R。所以中間磁場區(qū)域的寬度為： B1EOB2LdO1O3O217.典題例析2如圖，在足夠大的屏MN的上方有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，P為屏上一小孔，PC與MN垂直。一束質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子（不計重力）以相同的速率v從P處射入磁場區(qū)域，粒子入射方向在與磁場垂直的平面里，且散開

6、在與PC夾角為的范圍內(nèi)，則在屏MN上被粒子打中區(qū)域的長度為（ ）qB2mvA.qB2mvcosB.qB2mv(1-sin)C.qB2mv(1-cos)D.MNCPD18.應(yīng)用升級1、如圖，真空室內(nèi)存在方向垂直紙面向里，大小B=0.6T的勻強磁場，內(nèi)有與磁場方向平行的板ab，在距ab距離為l=16cm處，有一點狀的放射源S向各個方向發(fā)射粒子，粒子的速度都是v=3.0106 m/s，已知 粒子的電荷與質(zhì)量之比q/m= 5.0107 C/kg ，現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運動的粒子，求ab上被粒子打中的區(qū)域的長度。 baS l B即：2R l R。P1NP2P1P2=20cm 解： 粒子帶正電，沿逆時針方向做勻速圓周運動，軌道半徑R為19.2RR2RMNO2RR2RMNO2R2R2RMNOR2R2RMNOD.A.B.C.MNBOA應(yīng)用升級2、如圖，水平放置的平板MN上方有方向垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，許多質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子，以相同的速率 v 沿位于紙面內(nèi)的各個方向，由小孔O射入磁場區(qū)域，不計重力，不計粒子間的相互影響。下列圖中陰影部分