带电粒子在磁场中运动放缩圆和旋转圆PPT课件

带电粒子在磁场中运动-圆和旋转圆、轨迹圆的缩放、粒子的入射速度方向一定且大小可变时，粒子进行圆周运动的中心必定是粒子在入射点受到洛伦兹力的方向，半径r不确定，利用罗盘制作一系列大小不同的内接圆。 从圆的运动中发现临界点。 例1，例1， 如图所示，在充分长的矩形区域abcd内，朝向方向垂直纸面，充满磁感应强度为b的均匀的强磁场，在ad边的中点o，方向垂直磁场入射有方向垂直磁场为速度方向与ad边所成的角度=30、大小v0的带正电粒子，粒子质量为m、电量为q、ad边的长度为l、ab边的长度充分已知粒子重力不可忽视：粒子能够从ab边发射磁场的v0的大小范围，R1 R1sin30=L/2，解： R1=L/3，R2-R2cos60=L/2，R2=L . 关于轨迹圆的旋转，粒子的入射速度的大小一定，方向不一定时，从不同方向入射的粒子的轨迹圆大小相同，只是位置绕入射点旋转，从恒定圆的旋转中发现了临界点。 a、如图所示，水平放置的平板MN上在垂直于纸面的方向上有强磁场，磁感应强度为b、较多的质量为m、带电量为q的粒子以相同的速度v沿纸面内的所有方向从小孔o入射到磁场区域，忽略重力，忽略粒子。 下图的剖面线部分显示带电粒子可能通过的区域。 这里R=mv/qB，哪个图是正确的？ ()，以速度v从小孔o向纸面的所有方向进入磁场，例2，如图所示，磁感应强度b的均匀强磁场与纸面垂直，PQ为该磁场的右边界线，磁场中有从o到PQ的距离r。 现在，从点o向纸面内的各个方向以相同的速度射出相同的带负电粒子，进行半径r的等速圆周运动，求出带电粒子在边界PQ上的范围(粒子的重力被忽略)。 分析：从o点向各个方向发射的粒子在磁场中等速圆周运动的半径r相同，o是这些轨迹圆周的共同点。 o、练习、图、真空室内垂直的纸面在里面，有大小B=0.6T的均匀强磁场，内有与磁场方向平行的板ab，在距ab距离l=16cm处，一点状放射线源s向所有方向发射粒子，粒子的速度为v=3.0106m/s，粒子的电荷与质量之比q/已知m=5.0107C/kg，现在仅考虑在附图平面中运动的粒子，求出在ab上被粒子打击的区域的长度，即2RlR。 P1P2=20cm，解：粒子带正电，沿逆时针方向进行等速圆周运动，轨道半径r如例3、图所示，在半径r=310-2m的圆形区域具有均匀的强磁场B=0.2T，正粒子从速度v0=106m/s的a点入射磁场，该粒子的质量比为q/m=106 m/s 要使粒子从磁场飞出时具有最大偏转角，入射时的粒子方向用v0和oa的角度表示吗？ 最大偏转角是多少，说明：半径决定时，通过的弧越长，偏转角度越大。 圆弧小于半圆周时，弦越长圆弧越长。 R=mv/Bq=510-2mr，分析：b、=37、sin=r/R，最大偏转角为2=74。 解析：因为r=mv0/bq=1.510-2m=r/2，所以ab上粒子可能出现的区域是图像以aO为直径的半圆. ab下面有可能出现粒子的区域，如图所示，是以a为中心，以aO为半径的圆和磁场相交的部分。 最大偏转角为180，粒子的方向和oa的角度必须为30。 放大：如果粒子入射到磁场的速度改变为v0=3.0105m/s，其他条件不变。 用斜线画出该粒子可能出现在磁场中的区域。 要使粒子从磁场飞出时具有最大偏转角，入射时的粒子方向用v0和oa的角度表示吗？ 总结最大偏转角：带电粒子在磁场中运动旋转圆和收缩圆，1、设定圆心：方法2、计算半径： 3、从圆的动态中发现临界点。例如，如图所示，环状强磁场包围的中空区域有自由运动的带电粒子，但是由于环状磁场的束缚，速度不太大的话就不会穿透磁场的外缘。 设环状磁场的内半径为R1=0.5m、外半径为R2=1.0m、磁场的磁感应强度B=1.0T，如果被束缚的带电粒子的带电质量比为q/m=4107C/kg，则在中空区域带电粒子具有所有方向的速度. 实验计