2015带电粒子在磁场中运动ppt课件.ppt

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1、第3讲带电粒子在磁场中运动磁场正式开始轨道圆的“三个确定”(1)如何确定“圆心”考点　带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动准备知识2．带电粒子在有界匀强磁场中运动时的常见情形直线边界(粒子进出磁场具有对称性)平行边界(粒子运动存在临界条件)圆形边界(粒子沿径向射入，再沿径向射出)3.带电粒子在有界磁场中的常用几何关系(1)四个点：分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线的交点．(2)三个角：速度偏转角、圆心角、弦切角，其中偏转角等于圆心角，也等于弦切角的2倍．(2013·全国新

2、课标Ⅰ，18)如图8－2－10，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为R/2.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)()．例2．图中的S是能在纸面内的360°方向发射电子的电子源，所发射出的电子速率均相同．MN是一块足够大的竖直挡板，与电子源S的距离OS=L，挡板的左侧分布着方向垂直与纸面向里的匀强磁场，磁感

3、强度为B．设电子的质量为m，带电量为e，求：（1）要使电子源发射的电子能达到档板，则发射的电子速率至少要多大？（2）若电子源发射的电子速率为eBL/m，挡板被电子击中的范围有多大？要求在图中画出能击中挡板的距O点上下最远的电子运动轨迹．考点　带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动分类方式一：以边界分1、单边无限最长的弦是直径临界条件的非对称性例2．图中的S是能在纸面内的360°方向发射电子的电子源，所发射出的电子速率均相同．MN是一块足够大的竖直挡板，与电子源S的距离OS=L，挡板的左侧分布着方向垂

4、直与纸面向里的匀强磁场，磁感强度为B．设电子的质量为m，带电量为e，求：（1）要使电子源发射的电子能达到档板，则发射的电子速率至少要多大？（2）若电子源发射的电子速率为eBL/m，挡板被电子击中的范围有多大？要求在图中画出能击中挡板的距O点上下最远的电子运动轨迹．考点　带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动分类方式一：以边界分单边无限最长的弦是直径临界条件的非对称性临界条件：直径，相切等O以S为圆心，2L为半径画圆弧b点，b点是挡板的上极端；挡板的下端点a,由oa=L确定。15．(15分)如图a所示

5、，一个质量为m=2.0×10-11kg，电荷量q=1.0×10-5C的带负电粒子(重力忽略不计)，从静止开始经U1=100V电压加速后，垂直于场强方向进入两平行金属板间的匀强偏转电场。偏转电场的电压U2=100V，金属板长L=20cm，两板间距d=10cm．(1)粒子进人偏转电场时的速度v0大小；考点　带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动1、单边无限+正交磁场15．(15分)如图a所示，一个质量为m=2.0×10-11kg，电荷量q=1.0×10-5C的带负电粒子(重力忽略不计)，从静止开始经U1

6、=100V电压加速后，垂直于场强方向进入两平行金属板间的匀强偏转电场。偏转电场的电压U2=100V，金属板长L=20cm，两板间距d=10cm．(2)粒子射出偏转电场时的偏转角θ；如图a所示，一个质量为m=2.0×10-11kg，电荷量q=1.0×10-5C的带负电粒子(重力忽略不计)，从静止开始经U1=100V电压加速后，垂直于场强方向进入两平行金属板间的匀强偏转电场。偏转电场的电压U2=100V，金属板长L=20cm，两板间距d=10cm．(3)在匀强电场的右边有一个足够大的匀强磁场区域。若

7、以粒子进入磁场的时刻为t=0，磁感应强度B的大小和方向随时间的变化如图b所示，图中以磁场垂直于纸面向内为正。如图建立直角坐标系(坐标原点为微粒进入偏转电场时初速度方向与磁场的交边界点)。求在t=(4π/3)×10-6s时粒子的位置坐标(X，Y)。(答案可以用根式表示，如用小数，请保留两位有效数字)S型15．（15分）解：（1）粒子在加速电场中由动能定理得解得v0=1.0×104m/s（3分）（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，有飞出电场时，速度偏转角的正切：解得θ=30°（1分）飞出电场时，偏转

8、距离（3）进入磁场时粒子的速度设粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，圆周运动半径为r。则由依题意，知粒子在t=0到t内和在t到t时间内在磁场中转过的圆弧所对的圆心角均为，粒子的运动轨迹应如图所示。由几何关系得作业反馈(1)小本B面(2)基础达标卷(3)自出试卷(4)大本如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，P为磁场边界上的一点．大量质量为m、电荷量为q的正粒子，在纸面内沿各个方向以相同速率v从P点射入磁场．这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上，PQ圆弧长等于磁场边界周长的