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物理高考专题复习 带电粒子在有界磁场中的运动 执教 醴陵一中瞿孝林 1 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件是什么 2 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径与周期公式 3 解题的关键是什么 只受洛伦兹力的作用 v与b垂直 确定带电粒子在磁场中的运动轨迹 基础回顾 例一 如图所示 在x轴上方有匀强磁场b 一个质量为m 带电量为 q的的粒子 以速度v从o点射入磁场 角已知 粒子重力不计 求 1 粒子在磁场中的运动时间 2 粒子离开磁场的位置 r 例二 电视机的显像管中 电子束的偏转是用磁偏转技术实现的 电子束经过电压为u的加速电场后 进入一圆形匀强磁场区 如图所示 磁场方向垂直于圆面 磁场区的中心为o 半径为r 当不加磁场时 电子束将通过o点而打到屏幕的中心m点 为了让电子束射到屏幕边缘p 需要加磁场 使电子束偏转一已知角度 此时磁场的磁感应强度b应为多少 o a b 2 o a b 2 方法小结 在圆形磁场区域内 沿径向射入的粒子 必从径向射出 d e f s 例三 如图所示 在空间中固定放置一绝缘材料制成的边长为l的刚性等边三边形框架def de边中点s处有一发射带正电的粒子源 发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于de边向下 电量为q 质量为m 但速度v有各种不同的值 整个空间充满如图所示的磁场磁感强度为b 已知s点发出的粒子最终又能垂直于de边回到s点 设粒子与边框碰撞时没有能量损失和电量损失 1 在这些粒子中 回到s点所用的最短时间为多少 2 带电粒子速度为多少 方法小结 离子与圆筒内壁碰撞时无能量损失和电量损失 且由于每次碰撞前后离子的速度方向都沿半径方向指向圆心 离子碰撞前后的运动具有重复性 其轨迹是对称的 如图所示 空间分布着如图所示的匀强电场e 宽度为l 和匀强磁场b 两部分磁场区域的磁感应强度大小相等 方向相反 一带电粒子电量为q 质量为m 不计重力 从a点由静止释放 经电场加速后进入磁场穿过中间磁场进入右边磁场后能按某一路径而返回a点 重复前述过程 求中间磁场的宽度d和粒子的运动周期 思考题 方法小结 在处理带电粒子在有界磁场中的圆周运动问题时 要把握粒子在边界处的状态
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