带电粒子在匀强磁场中的运动课件改教学提纲.ppt

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1、带电粒子在匀强磁场中的运动判断下图中带电粒子（电量q，重力不计）所受洛伦兹力的大小和方向：F一、运动形式1、匀速直线运动。2、匀速圆周运动。（3）粒子运动方向与磁场有一夹角（大于0度小于90度）轨迹为螺线1.如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电的粒子质量m、电量q、若它以速度v沿与虚线成300、、900、、1500、1800角分别射入，请你作出上述几种情况下粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。一、有界磁场问题：入射角300时入射角1500时粒子在磁场中做圆周运动的对称规律：从同一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。1、两个对称规律：1、圆

2、心O的确定方法作出轨迹中两点的速度方向的垂线，其延长线的交点即为圆心有界磁场问题解题方法小结2求半径的方法：通过作图，用几何边角关系求半径画曲线、定圆心、定半径、找边角关系4几个规律：①偏向角=圆心角②从同一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。③在圆形磁场区域内沿径向射入的粒子，必沿径向射出。3、求时间t的方法找出运动对应的圆心角θ则t=(θ/3600)T或t=（θ/2π）T1、如图所示，一束带电粒子（电量为q）以速度v垂直从A点射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，且与磁场的边界垂直，通过磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是θ，则：粒子的

3、质量是，通过磁场的时间是。θvBABvd一、磁场作用下粒子的偏转例题：一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上（图3.6-4）。⑴求粒子进入磁场时的速率。⑵求粒子在磁场中运动的轨道半径。2．回旋加速器1．直线加速器练习：回旋加速器中磁场的磁感应强度为B，D形盒的直径为d，用该回旋加速器加速质量为m、电量为q的粒子，设粒子加速前的初速度为零。求：（1）粒子的回转周期是多大？（2）高频电极的周期为多大？（3）粒子的最大动能是多大？例、如图直线MN上方有

4、磁感应强度为B的匀强磁场。正、负带点粒子(质量电荷量均相同），从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场，求在磁场中运动时间比？MNBOv带电粒子沿半径方向进入半径为R的圆形磁场区，转过θ角出磁场。求轨道半径？画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）vrArvAvROθθ注意：对称性，在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。3、如图所示，在半径为R的圆形区域内，有一个匀强磁场感应强度为B，一带电粒子以速度v0从M点沿半径方向射入磁场区，并由N点射出，O点为圆心，∠MON=120°，求粒子在磁场区的偏转半径r及粒子比荷。（粒子重力不计）2、如图所示

5、，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度为B。一个正电子以速度v从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ。若正电子射出磁场的位置与O点的距离为L，求正电子的电量和质量之比？思考：如果是负电子,那么，两种情况下的时间之比为多少？2.图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域，最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l．不计重力,求此粒子的电荷q与质量m之比。POMNBvl解：粒子初速v垂直于磁场，粒子在磁

6、场中受洛伦兹力而做匀速圆周运动，设其半径为R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，有qvB=mv2/R因粒子经O点时的速度垂直于OP．故OP是直径，l=2R由此得q/m=2v／Bl3、长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁场强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁场以速度v平行极板射入磁场，欲使粒子不打在极板上，则粒子入射速度v应满足什么条件？+qmvLLB4、如图所示，在第一象限有磁感应强度为B的匀强磁场，一个质量为m，带电量为+q的粒子以速度v从O点射入磁场，θ角已知，求粒子在磁场中

7、飞行的时间和飞离磁场的位置（粒子重力不计）4、电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？5、如图所示，比荷为e/m的电子垂直射入宽为d，磁感应强度为B的匀强磁场区域，则电子能穿过这个区域至少应具有的初速度v0大小为多少？总结：临界条件的寻找是关键。2、临界问题：例2：如图所示，匀强磁