带电粒子在磁场中的临界问题课件

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,*,*,*,【,例题,1】,如图所示,一束电子,(,电量为,e),以速度,V,垂直射入磁感应强度为,B,、宽度为,d,的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为,30,0,.,求,:,(1),电子的质量,m,(2),电子在磁场中的运动时间,t,d,B,e,v,v,【例题1】如图所示,一束电子(电量为e)以速度V垂直射入磁感,1,变化,1,：,在上题中若电子的电量,e,，质量,m,，磁感应强度,B,及宽度,d,已知，若要求电子不从右边界穿出，则初速度,V,0,有什么要求？,B,e,v,0,d,B,变化1：在上题中若电子的电量e，质量m，磁感应强度B及宽度d,2,变化,2,：,若初速度向下与边界成,=60,0,，则初速度有什么要求？,变化2：若初速度向下与边界成,3,变化,3,：,若初速度向上与边界成,=60,0,，则初速度有什么要求？,变化3：若初速度向上与边界成,4,速度较小时，作半圆运动后从原边界飞出；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；速度较大时粒子作部分圆周运动后从另一边界飞出,S,B,P,S,S,Q,P,Q,Q,速度较小时，作圆周运动通过射入点；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；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,圆心在磁场原边界上,量变积累到一定程度发生质变，出现临界状态,带电粒子在平行直线边界磁场区域中的运动,速度较小时，作半圆运动后从原边界飞出；速度增加为某临界值,5,【,例题,2】,在真空中宽的区域内有匀强磁场，质量为，电量为,e,，速率为的电子从边界外侧垂直射入磁场，入射方向与夹角,，为了使电子能从磁场的另一侧边界射出，应满足的条件是：,.v,eBd/m,（,1+sin,）,.v,eBd/m,（,1+cos,）,.v,eBd/msin,.v,eBd/mcos,C,E,F,D,B,O,B,思考：求电子在磁场中运动的最长时间是多长？,【例题2】在真空中宽的区域内有匀强磁场，质量为，电量为,6,【,例题,3】,如图所示，相互平行的直线,M,、,N,、,P,、,Q,间存在垂直于纸面的匀强磁场。某带负电粒子由,O,点垂直于磁场方向射入，已知粒子速率一定，射入时速度方向与,OM,间夹角的范围为,090,，不计粒子的重力，则：,A.,越大，粒子在磁场中运动的时间可能越短,B.,越大，粒子在磁场中运动的路径一定越长,C.,越大，粒子在磁场中运动轨迹的圆心到,MN,的距离一定越小,D.,粒子在磁场中运动的轨迹长度与时间的比值与,无关,M,N,P,Q,O,A C D,【例题3】如图所示，相互平行的直线M、N、P、Q间存在垂,7,1,、如图所示长为,L,的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，磁感强度为,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感线以速度,v,水平射入磁场，欲使,粒子不打在极板上,，可采用的办法是：,A,使粒子的速度,v5BqL/4m,；,C,使粒子的速度,vBqL/m,；,D,使粒子速度,BqL/4mv5BqL/4m,。,r,2,O,2,+q,r,2,O,1,A B,【,习题,】,1、如图所示长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，,8,拓展：一大群这种带电粒子沿平行于板的方向从各个位置以速度,v,从金属板的左端射入板间，为了使这些正电荷都不从板间穿出，这些带电粒子的速度需满足什么条件,?,M,N,d,5d,B,带电粒子沿逆时针方向做半径相同的匀速圆周运动，如果从下板进入场区的带电粒子不从板间穿出，则这些正电荷就都不从板间穿出,拓展：一大群这种带电粒子沿平行于板的方向从各个位置以速度v从,9,o,B,d,a,b,c,B,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,速度较小时粒子作半圆运动后从原边界飞出；速度在某一范围内时从侧面边界飞出；,速度较大时粒子作部分圆周运动从对面边界飞出。,速度较小时粒子作部分圆周运动后从原边界飞出；速度在某一范围内从侧面边界飞；,速度较大时粒子作部分圆周运动从另一侧面边界飞出。,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）,带电粒子在矩形磁场区域中的运动,oBdabcB圆心在磁场原边界上圆心在过入射点跟速度方向垂,10,【,例题,4】,.,如图所示，一足够长的矩形区域,abcd,内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为,B,的匀强磁场，在,ad,边中点,O,方向垂直磁场射入一速度方向跟,ad,边夹角,=30,0,、大小为,v,0,的带电粒子，已知粒子质量为,m,、电量为,q,，,ab,边足够长，,ad,边长为,L,，粒子的重力不计。求：,.,粒子能从,ab,边上射出磁场的,v,0,大小范围。,.,如果带电粒子不受上述,v,0,大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间。,V,0,O,a,b,c,d,【例题4】.如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向,11,V,0,2,2,V022,12,【例题5】,如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B=0.60T,磁场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行,在距ab的距离L=16cm处,有一个点状的放射源S,它向各个方向发射,粒子,粒子的速度都是v=4.8x10,6,m/s,已知,粒子的电荷与质量之比q/m=5.0 x10,7,C/kg现只考虑在图纸平面中运动的,粒子,求ab上被,粒子打中的区域的长度.,s,a,b,L,.,【例题5】如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面,13,D,【,例题,6】,如图所示，在边长为,2a,的等边三角形,ABC,内存在垂直纸面向里磁感应强度为,B,的匀强磁场，有一带电量为,q,、,质量为,m,的,粒子从距,A,点 的,D,点垂直于,AB,方向进入磁场。若粒子能从,AC,间离开磁场，求粒子速率应满足什么条件及粒子从,AC,间什么范围内射出？,带电粒子在三角形磁场区域中的运动,答案：,要粒子能从间离开磁场，粒子速率应满足,粒子从距点 的 间射出,D 【例题6】如图所示，在边长为2a的等边三角形,14,