三．带电粒子在矩形边界磁场中的运动.ppt

三带电粒子在矩形边界磁场中的运动,o,b,圆心在磁场原边界上,圆心在过入射点跟跟速度方向垂直的直线上,速度较小时粒子作半圆运动后从原边界飞出；速度在某一范围内时从侧面边界飞出；速度较大时粒子作部分圆周运动从对面边界飞出。,速度较小时粒子作部分圆周运动后从原边界飞出；速度在某一范围内从侧面边界飞；速度较大时粒子作部分圆周运动从另一侧面边界飞出。,量变积累到一定程度发生质变，出现临界状态（轨迹与边界相切）,1如图所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场。若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍.其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是a在b、n之间某点b在n、a之间某点ca点d在a、m之间某点,c,2如图所示长为l的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，磁感强度为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感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是：a使粒子的速度v5bql/4m；c使粒子的速度vbql/m；d使粒子速度bql/4mv5bql/4m。,r2,+q,r2,ab,r2,+q,r2,粒子擦着上板从左边穿出时，圆心在o1点，有,粒子擦着上板从右边穿出时，圆心在o2点，有,粒子不打在极板上可能从左端穿出，也可能从右端穿出，必须全面分析问题,拓展：一大群这种带电粒子沿平行于板的方向从各个位置以速度v从金属板的左端射入板间，为了使这些正电荷都不从板间穿出，这些带电粒子的速度需满足什么条件?,带电粒子沿逆时针方向做半径相同的匀速圆周运动，如果从下板进入场区的带电粒子不从板间穿出，则这些正电荷就都不从板间穿出,3如图，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从a孔垂直于磁场射入容器中，其中一部分从c孔射出，则：,a.从两孔射出的电子速率之比为vc:vd=2:1b.从两孔射出的电子在容器中运动所用的时间之比为tc:td=1:2c.从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为ac:ad=:1d.从两孔射出的电子在容器中运动的半径之比为rc:rd=2:1,b,abd,思考：要想使电子从射到ad边上，电子的速度应满足什么条件？射到cd边上呢？,4.某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，实验装置如图所示。abcd是一个长方形盒子，在ad边和cd边上各开有小孔f和e，e是cd边上的中点，荧光屏m贴着cd放置，能显示从e孔射出的粒子落点位置。盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场，磁感应强度大小为b。粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可忽略。粒子经过电压为u的电场加速后，从f孔垂直于ad边射入盒内。粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出。若已知fd=cd=l，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力。请你根据上述条件求出带电粒子的比荷q/m。,解：带电粒子经电场加速,粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图。,设圆周半径为r，在三角形ode中，有,又,联立求解，得,3.如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为b的匀强磁场，在ad边中点o方向垂直磁场射入一速度方向跟ad边夹角=300、大小为v0的带电粒子，已知粒子质量为m、电量为q，ab边足够长，ad边长为l，粒