研究带点粒子在电磁场中的运动的论文

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1、研究带电粒子在电磁场中的运动论文项目名称带电粒子在电磁场中的运动研究撰写人陈展鹏学号153544555555学院电气工程及其自动化学院年级专业自动化类联系电话18956054662日期2011年6月17日安徽大学带电粒子在电磁场中的运动研究陈展鹏内容摘要:讨论电子入射正交电磁场时的多种运动状态,推算出电子运动状态和参数方程,进行分析,总结出分析带电粒子的在电磁中运动的一般规律关键词:带电粒子..电磁场..运动状态..半径..周期..一般规律..作者简介:陈展鹏，男，电气工程及其自动化学院,自动化类相关内容：带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动基本问题　带电粒子在磁场中轨道半径变化问题　带电粒

2、子在磁场中运动的临界问题和带电粒子在多磁场中运动问题带电粒子在有界磁场中的极值问题带电粒子在复合场中运动问题　带电粒子在磁场中的周期性和多解问题相关结论总结整理一、带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动基本问题重点：1．理解洛伦兹力对粒子不做功2．理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动3．推导半径，周期公式并解决相关问题具体分析：带电微观粒子的质量很小，在磁场中运动受到洛伦兹力远大于它的重力，因此可以把重力忽略不计，认为只受洛伦兹力作用。洛伦兹力的计算公式为f=qvBsinθ，θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角，当θ=90°时，f=qvB；当θ=0°时，f=0

3、。当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，电子受到垂直于速度方向的洛伦兹力的作用，洛伦兹力只能改变速度的方向，不能改变速度的大小。因此，洛伦兹力对粒子不做功，不能改变粒子的能量。洛伦兹力对带电粒子的作用正好起到了向心力的作用。所以，当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。特点：速率不变，向心力和速度垂直且始终在同一平面，向心力大小不变始终指向圆心。做题步骤：找圆心、画轨迹是解题的基础。带电粒子垂直于磁场进入一匀强磁场后在洛伦兹力作用下必作匀速圆周运动，抓住运动中的任两点处的速度，分别作出各速度的垂线，则二垂线的交点必为圆心；或者用垂径定理及一处速度的垂线也

4、可找出圆心；再利用数学知识求出圆周运动的半径及粒子经过的圆心角从而解答物理问题。预测电子束的运动情况：1.不加磁场时，电子束的径迹；2.加垂直纸面向外的磁场时，电子束的径迹；3.保持出射电子的速度不变，增大或减小磁感应强度，电子束的径迹；4.保持磁感应强度不变，增大或减小出射电子的速度，电子束的径迹。现象：在暗室中可以清楚地看到，在没有磁场作用时，电子的径迹是直线；在管外加上匀强磁场（这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的），电子的径迹变弯曲成圆形。磁场越强，径迹的半径越小；电子的出射速度越大，径迹的半径越大。问题1：一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入

5、存在着匀强磁场的真空室中，如图所示。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图中纸面向里。（1）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离。（2）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，证明：直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是。解析：（1）离子的初速度与匀强磁场的方向垂直，在洛仑兹力作用下，做匀速圆周运动。设圆半径为r，则据牛顿第二定律可得：，解得如图所示，离了回到屏S上的位置A与O点的距离为：AO=2r所以（2）当离子到位置P时，圆心角：因为，所以。 问题2：　钍核发生衰变生成镭核并放出一个粒子。设该粒子的质量为、电荷量为q，它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电

6、极和间电场时，其速度为，经电场加速后，沿方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，垂直平板电极，当粒子从点离开磁场时，其速度方向与方位的夹角，如图所示，整个装置处于真空中。 　　（1）写出钍核衰变方程； 　　（2）求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R； 　　（3）求粒子在磁场中运动所用时间。  　　解析:（1）钍核衰变方程  ① 　　（2）设粒子离开电场时速度为，对加速过程有 　　　　② 　　粒子在磁场中有　　③ 　　由②、③得 ④ 　　（3）粒子做圆周运动的回旋周期 　　    ⑤ 　　粒子在磁场中运动时间   ⑥ 　　由⑤、⑥得 ⑦ 结论小结：1.沿着与磁场垂直的方向射

7、入磁场的带电粒子，受到一个大小不变而且始终与其速度方向垂直的洛仑兹力作用，洛伦兹力提供做向心力，使粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力对带电粒子不做功，不改变速度的大小，只改变速度的方向；2.粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动半径：3.粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动周期：4.粒子速度越大，轨迹半径越大；磁场越强，轨迹半径越小；5.粒子运动的周期与粒子的速度大小无关；磁场越强，周期越短。　二、带电粒子在磁场中轨道半径变化问题 　　导致