帶電粒子在圓磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)自用演示文稿

帶電粒子在圓磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)自用演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共21頁(yè)。帶電粒子在圓磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)自用當(dāng)前2頁(yè)，總共21頁(yè)。帶電粒子的垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)1.洛侖茲力提供向心力2.軌道半徑3.周期帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)4.在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間當(dāng)前3頁(yè)，總共21頁(yè)。只受洛侖茲力作用下帶電粒子的運(yùn)動(dòng)1.當(dāng)v//B時(shí)，F(xiàn)L=0。帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況：勻速直線運(yùn)動(dòng)。IIBv當(dāng)前4頁(yè)，總共21頁(yè)。只受洛侖茲力作用下帶電粒子的運(yùn)動(dòng)vBqv-q，mB解決問題的關(guān)鍵是作圖，作圖的關(guān)鍵在于找到圓周運(yùn)動(dòng)的圓心O、半徑r及轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角α，充分利用圓中的幾何關(guān)系、對(duì)稱性等。

確定半徑的方法：物理方法：幾何方法：勾股定理、余弦定理等2.當(dāng)v⊥B時(shí)，F(xiàn)L=qvB帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況：勻速圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)前5頁(yè)，總共21頁(yè)。解決帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的基本方法：

解決帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問題，物理情景非常簡(jiǎn)單，難點(diǎn)在準(zhǔn)確描繪出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡?？梢哉f(shuō)畫好了圖就是成功的90%。因此基本方法是作圖，而作圖的關(guān)鍵是找軌跡圓的圓心、軌跡圓的半徑、充分利用直線與圓、圓與圓相交（相切）圖形的對(duì)稱性。作圖時(shí)先畫圓心、半徑，后畫軌跡圓弧。在準(zhǔn)確作圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)幾何關(guān)系列方程求解。當(dāng)前6頁(yè)，總共21頁(yè)。例1如圖所示，有一質(zhì)量為m=1.0×10-19kg，電荷量為q=1.0×10-12C的負(fù)電荷從A點(diǎn)以v=2×104m/s的速度垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.025T，寬度為d=4cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則穿透磁場(chǎng)的時(shí)間是？

××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××當(dāng)前7頁(yè)，總共21頁(yè)。例2如圖所示，有一質(zhì)量為m=1.0×10-19kg，電荷量為q=1.0×10-12C的負(fù)電荷從A點(diǎn)以一定的速度垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.025T，寬度為d=cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從距A豎直距離3cm處的B點(diǎn)穿透磁場(chǎng)時(shí)。則穿透磁場(chǎng)的時(shí)間是？

××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××AB當(dāng)前8頁(yè)，總共21頁(yè)?！痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢駉方法二：利用一速度的垂線與弦的中垂線的交點(diǎn)即為圓心。當(dāng)前9頁(yè)，總共21頁(yè)。例1如圖所示，一束電子（電量為1.6*10-19）以速度v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，穿透磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來(lái)入射方向成夾角。則穿透磁場(chǎng)的時(shí)間是？

××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××當(dāng)前10頁(yè)，總共21頁(yè)?！痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢駉方法三：利用兩速度垂線的交點(diǎn)即為圓心。當(dāng)前11頁(yè)，總共21頁(yè)。××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××●o方法四：利用速度的垂線與軌跡圓外接角的角平分線的交點(diǎn)找圓心當(dāng)前12頁(yè)，總共21頁(yè)。例3

如圖所示，在垂直于坐標(biāo)平面的方向有足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里。一帶正電荷量q的粒子，質(zhì)量為m，從O點(diǎn)以某一速度垂直射入磁場(chǎng)，其軌跡與軸的交點(diǎn)A、C到O點(diǎn)的距離分別為a,b。試求：（1）初速度與x軸的夾角；（2）初速度的大小?！瘛馎C●0方法五：兩條弦的垂直平分線的交點(diǎn)即為圓心。當(dāng)前13頁(yè)，總共21頁(yè)。●●AC●0●●AC●0AC的中點(diǎn)即為圓心●先畫軌跡圓后添加已知特征對(duì)象當(dāng)前14頁(yè)，總共21頁(yè)。一、對(duì)稱法

帶電粒子如果從勻強(qiáng)磁場(chǎng)的直線邊界射入又從該邊界射出，則其軌跡關(guān)于入射點(diǎn)和出射點(diǎn)線段的中垂線對(duì)稱，且入射速度方向與出射速度方向與邊界的夾角相等（如圖1）。當(dāng)前15頁(yè)，總共21頁(yè)。一、對(duì)稱法

帶電粒子如果沿半徑方向射入具有圓形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則其射出磁場(chǎng)時(shí)速度延長(zhǎng)線必過(guò)圓心（如圖2）。利用這兩個(gè)結(jié)論可以輕松畫出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，找出相應(yīng)的幾何關(guān)系。當(dāng)前16頁(yè)，總共21頁(yè)。如圖3所示，直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場(chǎng)（電子質(zhì)量為m，電荷為e），它們從磁場(chǎng)中射出時(shí)相距多遠(yuǎn)？射出的時(shí)間差是多少？當(dāng)前17頁(yè)，總共21頁(yè)。如圖5所示，在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子以速度v0從M點(diǎn)沿半徑方向射入磁場(chǎng)區(qū)，并由N點(diǎn)射出，O點(diǎn)為圓心。當(dāng)∠MON＝120°時(shí)，求：帶電粒子在磁場(chǎng)區(qū)的偏轉(zhuǎn)半徑R及在磁場(chǎng)區(qū)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。當(dāng)前18頁(yè)，總共21頁(yè)。例4

如圖所示，y軸右側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外（圖中未畫出）。一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為＋e的質(zhì)子以速度v從O點(diǎn)沿y軸正方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。質(zhì)子飛出磁場(chǎng)區(qū)域后，從b點(diǎn)處穿過(guò)x軸進(jìn)入第四現(xiàn)象，速度方向與x軸正方向成30°。不計(jì)質(zhì)子的重力。畫出質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的軌跡，并求出圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑和最小面積。vyxm+qbO·v30°·求圓形磁場(chǎng)最小半徑:關(guān)鍵在于:找到射入點(diǎn)和射出點(diǎn),并定圓心畫出運(yùn)動(dòng)軌跡。當(dāng)前19頁(yè)，總共21頁(yè)。xy利用速度的垂線與角的平分線的交點(diǎn)找圓心軌跡圓邊界圓當(dāng)前20頁(yè)，總