磁场中的动态圆问题ppt课件.ppt

《磁场中的动态圆问题ppt课件.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、带电粒子在磁场中的运动动态圆问题磁场专题深化：抚州一中韩博伟三种基本情景情景确定量不确定量问题一带电粒子电性、电量入射点位置、V的方向以及磁感应强度B（定点不等速率入射）V的大小1、所有带电粒子圆周运动圆心构成怎样图形？2、带电粒子运动轨迹所经过的区域？二带电粒子电性、电量入射点位置、V的大小以及磁感应强度B（定点不等速率入射）V的方向三V的大小和方向、带电粒子电性、电量以及磁感应强度B入射点的位置（平移）三种基本情景情景动态图形动态效果一二三扩展（缩放）旋转平移BvF扩展圆Bv旋转圆旋转圆的特征1

2、：动圆的圆心轨迹是：半径为R圆周上的点旋转圆的特征2：动圆扫过的区域：半径为2R的圆VB平移圆AθvxyO(O1θrr由得AθvxyO(若磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于第一象限（如图），一带负电的粒子（质量为m,带电量为q）从距原点O为d的A点射入。若粒子射入的方向不变，要使粒子不能从x轴射出，则粒子的速度不能超过多少？在真空中半径为r=3cm的圆形区域内有一磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场，方向如图3所示。一带正电的粒子以v=1.2×106m/s的初速度从磁场边界直径ab的a端射入磁场。已知该

3、粒子的比荷为q/m=108C/kg不计粒子重力，则粒子射入磁场的速度方向与ab夹角为多少时，在磁场中运动时间最长。ababOv2．如图,在一水平放置的平板MN上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里,许多质量为m,带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域,不计重力,不计粒子间的相互影响.下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中R=mv/qB.哪个图是正确的?MNBO2RR2RMNO2RR2RMNO2R2R2RMNOR2R2RMNOD.

4、A.B.C.MNO例题：如图，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以同样的速率通过P点进入磁场。这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的1/3。将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2，结果相应的弧长变为原来的一半，则B2/B1等于多少？PP3O’ABC例题、如图，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，PQ为该磁场的右边界线，磁场中有一点O到PQ的距离为r。现从点O以同一速率将相同的带负电粒子向

5、纸面内各个不同的方向射出，它们均做半径为r的匀速圆周运动，求带电粒子打在边界PQ上的范围（粒子的重力不计）。分析：从O点向各个方向发射的粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r相同，O为这些轨迹圆周的公共点。O2rPQPQOrO2rrQPMN题型二：磁场三角形有界OPQvBvARPQOvARBDCvC例题（2010年全国）如图，在0≤x≤a区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。在t＝0时刻，一位于坐标原点的粒子源在xOy平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y

6、轴正方向的夹角分布在0°～180°范围内。已知沿y轴正方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场边界上P（a，a）点离开磁场。求：（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷q/m；（2）此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围；（3）从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。o.yx解析：⑴粒子沿y轴的正方向进入磁场，从P点经过做OP的垂直平分线与x轴的交点为圆心，根据直角三角形有R2=a2+(a-R)2解得R=2a/3，sinθ=a/R=/2,则粒子做圆周运动的的圆心角

7、为120°，周期为T=3t0，粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供，根据牛顿第二定律得qvB=m(2/T)2/R，v=2R/T化简得q/m=2/3Bt0o.yxoyxoxyoxy⑵仍在磁场中的粒子其圆心角一定大于120°，这样粒子角度最小时从磁场右边界穿出；角度最大时从磁场左边界穿出。角度最小时从磁场右边界穿出圆心角120°，所经过圆弧的弦与⑴中相等穿出点如图，根据弦与半径、x轴的夹角都是30°，所以此时速度与y轴的正方向的夹角是60°。角度最大时从磁场左边界穿出，半径与y轴的的夹角是60°，则此时

8、速度与y轴的正方向的夹角是120°。所以速度与y轴的正方向的夹角范围是60°到120°。120°120°30°30°⑶在磁场中运动时间最长的粒子的轨迹应该与磁场的右边界相切，在三角形中两个相等的腰为R=2a/3，而它的高是h=a/3，半径与y轴的的夹角是30°，这种粒子的圆心角是240°。所用时间为2t0。所以从粒子发射到全部离开所用时间为2t0。oxox