带电粒子在有界磁场中运动典例解析ppt课件

带电粒子在有界磁场中的运动典例解析,1,1.带电粒子在匀强磁场中运动(),只受洛伦兹力作用,做.,2.洛伦兹力提供向心力:,半径:,一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律,周期:,匀速圆周运动,简单回顾,2,二、带电粒子在磁场中运动问题的解题思路,找圆心,画轨迹,已知两点速度方向,已知一点速度方向和另一点位置,两洛伦兹力方向的延长线交点为圆心,弦的垂直平分线与一直径的交点为圆心,3,O,V0,P,M,V,（）已知入射方向和出射方向,探究一：如何确定轨迹圆的圆心？,可以通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨迹的圆心,4,V,P,M,O,探究一：如何确定轨迹圆的圆心？,（）已知入射方向和出射点的位置,可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心,5,利用平面几何的关系，求出该圆的可能半径（或圆心角），并注意以下重要的几何特点：,探究二、带电粒子运动的偏向角和圆心角、弦切角有什么关系？,粒子速度的偏向角_圆心角，并_AB弦与切线的夹角（弦切角）的_倍即,O,等于,等于,2,=2,6,探究三、如何确定带电粒子在磁场中运动的时间？,O,V0,P,M,V,粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为时,其运动时间为多少？,或,7,1.带电粒子在“一定宽度无限长磁场”中运动,例1、一正离子,电量为q,以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿越磁场时速度方向与其原来入射方向的夹角是30，则该离子的质量是多少？穿越磁场的时间又是多少？,v,30,1.圆心在哪里?2.轨迹半径多少?,思考,O,B,A,v,答案:,带电粒子在有界磁场中做圆弧运动,8,2.带电粒子在“圆形磁场区域”中的运动,例2、圆心为O、半径为r的圆形区域中有一个磁感强度为B、方向为垂直于纸面向里的匀强磁场，与区域边缘的最短距离为L的O处有一竖直放置的荧屏MN，今有一质量为m的电子以速率v从左侧沿方向垂直射入磁场，越出磁场后打在荧光屏上的P点，如图所示，求OP的长度和电子通过磁场所用的时间,9,1.如何找圆心?,2.画轨迹-出射速度什么方向?,3.半径如何计算?,电子进入磁场后做什么运动?,4.运动的时间怎样求解?,(是圆心角,弧度制),10,OAOA,电子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹为一段圆弧.飞出磁场后不受外力,做匀速直线运动.,设圆心为O，半径为R.圆弧段轨迹AB所对的圆心角为，,M,N,L,A,O,P,解析:,B,R,连接OB,由几何关系知,OAOOBO(SSS),OOP=AOB=，在OOP中，OP=OOtan=(L+r)tan,OBOB,BPOB,O、B、P三点共线,带电粒子沿半径方向入射圆形磁场区,出射速度一定沿半径方向,11,计算过程,答案:,N,L,O,P,B,R,12,3.带电粒子在“单边磁场区域”中的运动,例3：如图所示，在yBqL/m；D使粒子速度BqL/4mv5BqL/4m,L,L,r1,v,+q,v2,v1,28,练习2如下图所示，两块长度均为5d的金属板相距d，平行放置，下板接地，两极间有垂直只面向里的匀强磁场，一束宽为d的电子束从两板左侧垂直磁场方向射入两极间，设电子的质量为m，电量为e，入射速度为v0，要使电子不会从两极间射出，求匀强磁场的磁感应强度B应满足的条件。,5d,v0,d,29,v0,思考:,1.假设空间磁场无界,各电子的运动轨迹怎样?,2.此时哪个电子最有可能从右侧飞出?,等圆,所有电子运动的轨迹圆心在,30,3.当磁场很大,哪个电子最有可能从左侧飞出?,解析:,要使电子不从左侧飞出有:,要使电子不从右侧飞出,有:,答案:,5d,31,1.带电粒子进入有界磁场,运动轨迹为一段弧线.,2.当同源粒子垂直进入磁场的运动轨迹,3.注意圆周运动中的有