带电粒子在有界磁场中的运动课件-观摩课概要资料讲解.ppt

《带电粒子在有界磁场中的运动课件-观摩课概要资料讲解.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、带电粒子在有界磁场中的运动课件-观摩课概要VVVV带电粒子做圆周运动的分析方法VV一、带电粒子做圆周运动的分析方法二、几个重要的几何关系：四点三角两三角（形）一根线（半径）：ＡvvO’αＢθθθ‘Φ(偏向角）粒子速度的偏向角φ等与圆心角α，并等于AB弦与切线的夹角θ（弦切角）的２倍．即φ=α=2θ（四点三角两形一线）带电粒子做圆周运动的分析方法三、解题步骤：画轨、定心、求半径1.定心方法：（1）两v（径）定心：已知入射方向和出射方向,与速度垂直的半径交点就是圆弧轨道的圆心。（2）一径一弦定心：已知入射方向和出射点的位置时，半径与弦中垂线的交点就是圆弧轨道的圆心。VPMOV0

2、PMOV带电粒子做圆周运动的分析方法2、求半径：一般利用几何知识，常用解三角形的方法。运动时间：四、运动时间的求解：ＡvvO’αＢθθθ‘Φ(偏向角）粒子速度的偏向角φ等于圆心角α五、关注三类典型问题1.带电粒子在有界磁场中做圆弧运动；2.带电粒子在磁场中运动时的一些临界问题的讨论3.多解问题带电粒子在磁场中运动vvvvvvvvvvvvv（一）．带电粒子在单边界磁场中的运动①粒子的出射角和入射角相等②如果与磁场边界成夹角θ进入，则运动轨迹所对的弦长L=2RsinθOBA．rrPθMNBO2θθ二．平行直线边界①速度较小时，作半圆运动后从原边界飞出；②速度增加为某临界值时，粒

3、子作部分圆周运动其轨迹与另一边界相切；③速度较大时粒子作部分圆周运动后从另一边界飞出SBPSSQPQQ①速度较小时，作圆周运动通过射入点；②速度增加为某临界值时，粒子作圆周运动其轨迹与另一边界相切；③速度较大时粒子作部分圆周运动后从另一边界飞出圆心在过入射点跟跟速度方向垂直的直线上圆心在过入射点跟边界垂直的直线上（沿边界线入场）圆心在磁场原边界上(垂直入场）量变积累到一定程度发生质变，出现临界状态P①速度较小时，作圆弧运动后从原边界飞出；②速度增加为某临界值时，粒子作部分圆周运动其轨迹与另一边界相切；③速度较大时粒子作部分圆周运动后从另一边界飞出三、垂直边界例.一个质量为m

4、电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求：（1）匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。（2）带电粒子在磁场中的运动时间是多少？yxoBvvaO/四、矩形边界磁场oBdabcθB圆心在磁场原边界上圆心在过入射点跟速度方向垂直的直线上①速度较小时粒子作半圆运动后从原边界飞出；②速度在某一范围内时从侧面边界飞出；③速度较大时粒子作部分圆周运动从对面边界飞出。①速度较小时粒子做部分圆周运动后从原边界飞出；②速度在某一范围内从上侧面边界飞；③速度较大时粒子做部分圆周运动从右侧面边界飞出

5、；④速度更大时粒子做部分圆周运动从下侧面边界飞出。量变积累到一定程度发生质变，出现临界状态（轨迹与边界相切）究竟从哪个边先出还要看边界的长宽V0Oabcdθ300600●●例.如图14所示,边长为L的等边三角形ABC为两个有界匀强磁场的理想边界,三角形内的磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,三角形外的磁场(足够大)方向垂直纸面向里,磁感应强度大小也为B.把粒子源放在顶点A处,它将沿∠A的角平分线发射质量为m、电荷量为q、初速度为v=的负电粒子(粒子重力不计).求:图14(1)从A射出的粒子第一次到达C点所用时间为多少?(2)带电粒子在题设的两个有界磁场中运动的周期.五

6、、三角形磁场解析(1)带电粒子垂直进入磁场,做匀速圆周运动qvB=T=将已知条件代入有r=L从A点到达C点的运动轨迹如图所示,可得tAC=TtAC=(2)带电粒子在一个运动的周期运动轨迹如第(1)问图所示.粒子通过圆弧从C点运动至B点的时间为tCB=带电粒子运动的周期为TABC=3(tAC+tCB)解得TABC=答案(1)(2)六．圆形边界B•θθO’O入射速度方向指向匀强磁场区域圆的圆心，刚出射时速度方向的反向延长线必过该区域圆的圆心．径向入、径向出O1O2O3O4rvRvO/O六．圆形边界B•θO’OθB•θθO’O七．环形边界r1OO2例1、如图直线MN上方有磁感应强

7、度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30º角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？MNBOv例2、一带电质点，质量为m，电量为q，以平行于x轴的速度v从y轴上的a点射入图中第一象限所示的区域，为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于x轴的速度v射出，可在适当的地方加一个垂直于xy平面、磁感强度为B的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求这圆形磁场区域的最小半径。重力忽略不计例3、如图,在一水平放置的平板MN上方有匀强磁场,磁感应强度的大小