带电粒子在组合场复合场中的运动ppt课件.ppt

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1、3.6带电粒子在复合场中的运动夏邑高级中学-汪领峰2016-11-3一、带电粒子在有界磁场中的运动带电粒子在有界磁场中运动的几个结论：(1)粒子进入单边磁场时，进、出磁场具有对称性，如图所示(2)在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出，如图所示．.(3)当速率一定时，粒子运动的弧长越长，圆心角越大，运动时间越长．例1.在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示．一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，它

2、恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿＋y方向飞出．(1)请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷(2)若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B2，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B2多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？2.如图所示，PN和MQ两板平行且板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，两板间距离及PN和MQ长均为d，一带正电质子从PN板的正中间O点以速度v0垂直射入磁场，为使质子能射出两板间，试求磁感应强度B的大小．已知质子带电荷

3、量为e，质量为m.3.半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出．∠AOB＝120°，如图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为()二、带电粒子在组合场中的运动1.定义：带电粒子在电场、磁场组合场中的运动是指粒子从电场到磁场、或从磁场到电场的运动．2．在电场中运动：(1)若初速度v0与电场线平行，粒子做匀变速直线运动；(2)若初速度v0与电场线垂直，粒子做类平抛运动．3．在磁场中运动：(1)若初速度v0与磁感线平行，粒子做匀

4、速直线运动；(2)若初速度v0与磁感线垂直，粒子做匀速圆周运动．a例2如图甲所示，真空中有一以(r,0)为圆心、半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．磁场的上方有两个等大的足够长的平行金属板M、N，M板带负电，N板带正电．两板间距离为2r.从O点沿x轴正方向发射质子，当质子进入两板间时，两板间立即加上如图乙所示的变化电压，周期为T，且电压从t＝0开始变化，电压的最大值为16mr2/eT2.已知质子的电荷量为e，质量为m，质子在磁场中的偏转半径也为r，不计质子重力．求：(1)质

5、子进入磁场时的速度大小；(2)从进入M、N两板间开始计时，质子到达M板的时间及其动能由几何知识得，一定从两场交点a沿y正方向出磁场进电场，且匀速运动T/2，开始做类平抛运动.xy三、带电粒子在叠加场中的运动电荷在叠加场中的运动一般有两种情况：(1)直线运动：如果电荷在叠加场中做直线运动，一定是做匀速直线运动，合力为零．(2)圆周运动：如果电荷在叠加场中做圆周运动，一定是匀速圆周运动，重力和电场力的合力为零，洛伦兹力提供向心力．例3.如图所示，在地面附近有一个范围足够大的相互正交的匀强电场和匀强磁场．匀强磁场的磁

6、感应强度为B，方向水平并垂直纸面向外，一质量为m、带电荷量为－q的带电微粒在此区域恰好做速度大小为v的匀速圆周运动．(重力加速度为g)(1)求此区域内电场强度的大小和方向；(2)若某时刻微粒运动到场中距地面高度为H的P点，速度与水平方向成45°的角，如图所示．则该微粒至少需要经过多长时间运动到距地面最高点？最高点距地面多高？带电粒子在叠加场中的匀速圆周运动.R4.如图所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上．两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从

7、喷口连续不断地喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴．调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点．(1)判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；(2)求磁感应强度B的值；(3)现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置．为了使墨滴仍能到达下板M点，应将磁感应强度调至B2，则B2的大小为多少？mg5.如图所示，在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一

8、质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以一定的初速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，已知ON＝d.不计粒子重力，求：(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R；(2)粒子在M点的初速度v0的大小；(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.1．如图1所示，比荷为e/m的电子垂直射入宽度为d、磁感应强度为