带电粒子在有界匀强磁场中的运动知识点资料PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,学习目标：,1.,掌握画轨迹的方法；,2.,掌握直线边界磁场中轨迹特点；,3.,会运用几何知识解决相关问题。,带电粒子在有界匀强磁场中的运动,一、复习回顾：画轨迹的方法,1,、定圆心,v,0,v,0,v,0,v,0,v,0,O,O,R,O,1,O,2,R,1,R,2,r,r,R,R,L,2.,定半径,O,三角函数,勾股定理,v,0,v,0,3.,定周期：,偏转角,弦切角,弦长圆心角大,O,v,0,O,v,0,1,2,2,二、直线边界磁场,、在磁场中的运动仍满足匀速圆周运动的规律,2,、当粒子刚好不穿过该边界时的条件是：边界线是圆周轨迹的切线,3,、,对称性,入射角,=,出射角,（,1,）垂直边界飞入偏转半个圆周,:d,=2r,（,2,）与边界成钝角飞入偏转多半个圆周：,d=2rsin,（,3,）与边界成锐角飞入偏转少半个圆周,:d=2rsin,O,B,A,r,r,P,M,N,B,O,2,2,例,2.,如图所示直线,MN,上方有磁感应强度为,B,的匀强磁场，正、负电子先后从同一点,O,以与,MN,成,30,0,角的同样速度,v,射人磁场,(,电子质量为,m,带电量为,e),，则它们从磁场中的射出点相距多远,?,在磁场中运动的时间差是多少,?,2,2,练习,1.,如图所示，匀强磁场的磁感应强度为,B,，宽度为,d,，边界为,CD,和,EF,。一电子从,CD,边界外侧以速率,V,0,垂直射入匀强磁,场,入射方向与,CD,边界间夹角为,。已知电子的质量为,m,，电量为,e,，为使电子能从磁场的另一侧,EF,射出，求电子的速率,V,0,范围？,C,D,E,F,m,e,V,d,关键：先画圆轨迹，寻找临界情形。,分析：当入射速率很小时，电子在磁场中转动一段圆弧后又从一侧射出，速率越大，轨道半径越大，当轨道与边界相切时，电子恰好不能从射出，如图所示。电子恰好射出时，由几何知识可得：,r+rcos,=d,r=,mv,0,Be,又,解得,V,0,Bed,（,1+cos,）,m,C,D,E,F,m,e,V,d,例,6,如右图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形,abcd,区域内，,O,点是,cd,边的中点，一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从,O,点沿纸面以垂直于,cd,边的速度射入正方形内，经过时间,t,0,刚好从,c,点射出磁场现设法使该带电粒子从,O,点沿纸面以与,Od,成,30,角的方向，以大小不同的速率射入正方形内，那么下列说法中正确的是,(,),A.,若该带电粒子在磁场中经历的时间,5 t,0,/3,，,则它一定从,ab,边射出磁场,B.,若该带电粒子在磁场中经历的时间,2t,0,/3,，,则它一定从,ad,边射出磁场,C.,若该带电粒子在磁场中经历的时间,5 t,0,/4,，,则它一定从,bc,边射出磁场,D.,若该带电粒子在磁场中经历的时间,t,0,，,则它一定从,ab,边射出磁场,60,O,60,O,150,O,300,O,120,O,225,O,180,O,cd,边,ab,边,bc,边,bc,边,T=2t,0,例,6,如右图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形,abcd,区域内，,O,点是,cd,边的中点，一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从,O,点沿纸面以垂直于,cd,边的速度射入正方形内，经过时间,t,0,刚好从,c,点射出磁场现设法使该带电粒子从,O,点沿纸面以与,Od,成,30,角的方向，以大小不同的速率射入正方形内，那么下列说法中正确的是,(,C,),A.,若该带电粒子在磁场中经历的时间,5 t,0,/3,，,则它一定从,ab,边射出磁场,B.,若该带电粒子在磁场中经历的时间,2t,0,/3,，,则它一定从,ad,边射出磁场,C.,若该带电粒子在磁场中经历的时间,5 t,0,/4,，,则它一定从,bc,边射出磁场,D.,若该带电粒子在磁场中经历的时间,t,0,，,则它一定从,ab,边射出磁场,cd,边,ab,边,bc,边,bc,边,例,2,如图所示，一束质子沿水平方向从正方形的定点,a,射入匀强磁场，分成两部分从,bc,边和,cd,边的中点,e,、,f,点射出磁场，求两部分质子的速度之比。,a,b,c,d,f,e,v,O,2,2,R,2,2,O,1,1,R,1,1,1,2,2,练习,2,如图所示，,M,、,N,两板相距为,d,，板长为,5d,，两板不带电，板间有垂直纸面的匀强磁场，一大群电子沿平行于板的方向从各处位置以速率,v,0,射入板间，为了使电子,都不从板间穿出,，磁感应强度,B,的大小范围如何？（设电子质量为,m,，电量为,e,，且,N,板接地）,2r d,r d/2,mv,0,/qB d/2,B 2mv,0,q/d,r,1,r q mv,0,/13d,课堂小结,临界条件：圆周运动轨迹与边界相切 ；,轨迹对称：入射角,=,出射角；,运用几何知识求半径，求角度。,2,2,作业,做完；,5+3152-154,页做完。,三、圆形边界磁场,粒子沿圆形磁场区的半径方向垂直磁场射入，由,对称性,可知出射线的反向延长线必过磁场圆的圆心。由几何关系可得：,偏向角与两圆半径间的关系：,偏转时间的关系式：,练习,3.,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,q/m,；,（,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,B,，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,B,多大？此次粒子在磁场中运动所用时间,t,是多少？,R=r=mv/qB,q/m=v/Br,60,o,B,O,R,练习,4,、如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度,v,从,A,点沿直径,AOB,方向射入磁场,经过,t,时间从,C,点射出磁场,OC,与,OB,成,60,角。现将带电粒子的速度变为,仍从,A,点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为,(,),A.t,B.2t,C.t,D.3t,R,r,R,B,课堂小结,“,一”种临界：圆周运动轨迹与边界相切 ；,“二”类对称：直线与圆形边界轨迹特点；,“三”个步骤：“定圆心，定半径，定周期”。,O,v,0,2,2,作业,5+3154,页做完；,5+3,本章达标测试,