浙江省富阳二中高二物理《带电粒子在匀强磁场中的运动》（第2课）课件.ppt

六 带电粒子在匀强磁场中的运动 二 1 若它们具有相同的速度 半径 周期的比值多少 2 若它们具有相同的动能 半径 周期的比值各多少 3 若它们经同一电场加速后 进入同一磁场 半径 周期的比值各多少 z x x k 例1 关于质子 粒子在同一匀强磁场中作匀速圆周运动 例2 如图有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域 和匀强磁场区域 如果这束正离子束流在区域 中不偏转 进入区域 后偏转半径又相同 则说明这些正离子具有相同的 a 速度b 质量c 电荷d 荷质比 ad 例3 一个质量为m 电荷量为q的粒子 从容器下方的小孔s1飘入电势差为u的加速电场 然后经过s3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为b的匀强磁场中 最后打到照相底片d上 1 求粒子进入磁场是的速率 2 求粒子在磁场中运动的轨道半径 质谱仪 1 测量比荷的仪器2 分析同位素的仪器 练习 如图是测量带电粒子质量的仪器的工作原理示意图 设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器 中 使它受到电子束轰击 失去一个电子变成为正一价的分子离子 分子离子从狭缝 以很小的速度进入电压为 的加速电场区 初速不计 加速后 再通过狭缝 射入磁感强度为 的匀强磁场 方向垂直于磁场区的界面 最后 分子离子打到感光片上 形成垂直于纸面且平行于狭缝 的细线 若测得细线到狭缝 的距离为d 导出分子离子的质量m的表达式 带电粒子在有界磁场中运动专题 作业本p61 第8题 第9题 1 找圆心 画轨迹 注意 用弧度表示 解题关键 2 定半径 3 确定运动时间 几何法求半径 写关系式 向心力公式求半径 洛伦兹力永远不做功 小结 本题中半径由向心力公式直接可求出 从直边界以多少角射入 仍会从该边界以多少角射出 垂直边界射入 则经半个圆周仍垂直射出 例4 2001年全国高考题 如图 已知b 正电粒子速度为v 从o点射入 v与x轴正方向的夹角为 粒子离开磁场的位置与入射点的距离为d 求粒子的荷质比q m 练习1 1 若电子后来经过d点 则电子的速度大小是多少 2 电子从c到d经历的时间是多少 电子质量me 9 1x10 31kg 电量e 1 6x10 19c 8 0 x106m s6 5x10 9s 练习2 如图所示 一带正电粒子质量为m 带电量为q 从隔板ab上一个小孔p处与隔板成45 角垂直于磁感线射入磁感应强度为b的匀强磁场区 粒子初速度大小为v 则 1 粒子经过多长时间再次到达隔板 2 到达点与p点相距多远 不计粒子的重力 例 两板间 长为l 相距为l 存在匀强磁场 带负电粒子q m以速度v0从方形磁场的中间射入 要求粒子最终飞出磁场区域 则b应满足什么要求 b v0 q m l l 小结 临界问题的分析方法1 理解轨迹的变化 从小到大 2 找临界状态 练习 如图 若电子的电量e 质量m 磁感应强度b及宽度d已知 若要求电子不入右边界穿出 则初速度v0有什么要求 b e d 变化2 若初速度与边界成 60 角 则初速度有什么要求 b 变化3 若初速度向上与边界成 60 角 则初速度有什么要求 例 如图 半径为r 3 10 2m的圆形区域内 有一匀强磁场b 0 2t 一带正电粒子以速度v0 106m s的从a点处射入磁场 该粒子荷质比为q m 108c kg 不计重力则 1 粒子在磁场中匀速圆周运动的半径是多少 2 若要使粒子飞离磁场时有最大的偏转角 其入射时粒子的方向应如何 以v0与oa的夹角 表示 最大偏转角多大 半径确定时 通过的弧越长 偏转角度越大 而弧小于半个圆周时 弦越长则弧越长 思考 若r r 最大偏角是多少 什么时候偏角最大 5 长为l的水平极板间 有垂直纸面向内的匀强磁场 如图所示 磁场强度为b 板间距离也为l 板不带电 现有质量为m 电量为q的带正电粒子 不计重力 从左边极板间中点处垂直磁场以速度v平行极板射入磁场 欲使粒子不打在极板上 则粒子入射速度v应满足什么条件 练习 在真空中半径r 3 10 2m的圆形区域内有一匀强磁场 磁感应强度b 0 2t 方向如图所示 一带正电的粒子以v0 1 2 106m s的初速度从磁场边界上直径ab端的a点射入磁场 已知粒子比荷 108c kg 不计粒子重力 则粒子在磁场中运动的最长时间为多少 bd 用绝缘细线吊着一个带电的金属球 将小球拉至a点由静止释放 此后小球便沿着以悬点o为圆心 以线长为半径的弧线在ab