〈〈用动态圆解决一类带电粒子运动的问题〉〉

2012-3-52012-3-5〈〈用动态圆解决一类带电粒子运动的问题〉〉公安县第一中学 张勇课时：一节课课时：一节课教学目的：.理解带电粒子在磁场中的运动规律，能推导、应用半径公式和周期公式。.进行思维方法教育训练、培养辩证唯物主义观点。重难点：带电粒子在磁场中运动的轨迹、 半径和周期的分析确定。知识回顾：思路：①找圆心画轨迹②求半径③根据圆心角求时间④必要时找临界轨迹圆心确定：圆心一定在与速度方向垂直的直线上半径计算：一般情况下用几何知识解三角形圆周时间计算： t——T2旋转动态圆1所谓“旋转动态圆”，是指带电粒子从某一点以大小不变而方向变化的速度射入匀强磁场，在磁场中做半径不变的匀速圆周运动的运动圆（如图1）辐射动态圆2辐射动态圆”是带电粒子从磁场中的某一点以方向不变而大小变化的速度射入匀强磁场，在磁场中做半径不断变化的匀速圆周运动的运动圆 （如图2）图2例题1.A、B为水平放置的足够长的平行板，距板下方 d=1.Ox10-2m有一电子源p,各个方向发射速度在。〜2.4X107m/s,磁场B=9.1x10-3T,电子的质量m=9.1x10-31kg,电量e=1.6X10-19C,Q为P点正上方板上的一点，求：⑴能击中AB板的电子在AB板上的范围.（2）对从P点发出的能恰好击中 Q点粒子，其发射方向（用图中。角表示）与电子速度的大小v之间应满足的条件？

XXXXXXXXXXXX随堂练习：如图，在一水平放置的平板MN上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里，许多质量为m,带电量为+q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域，不计重力，不计粒子间的相互影响.下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域淇中R=mv/qB.哪个图是正确的？ ( )XXXXXXXXBXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXMON例2.一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从矩形区域ad的中点0处,垂直磁场射入一速度方向跟ad边夹角为300,大小为vo的带电粒子，已知粒子质量为m,电量为q,ad边长为L,ab边足够长，重力忽略不计.求(1)粒子能从ab边射出vo的大小范围.(2)粒子在磁场中运动的最长时间.

bb同步练习1：（2010全国I卷）如图3所示，在0wxwJ3a区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。在t=0时刻，一位于坐标原点的粒子源在 xy平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y轴正方向的夹角分布在。〜180°范围内。已知沿y轴正方向发射的粒子在 t=to时刻刚好从磁场边界上P（：3a,a）点离开磁场。求：（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径 R及粒子的比荷q/m;（2）此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与 y轴正方向夹角的取值范围；（3）从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。同步练习2: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用的办法是（ ）A.从左边极板间中点处垂直磁感线以速度用的办法是（ ）A.使粒子的速度v<BqL/4m;C.使粒子的速度v>BqL/m;v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采B.使粒子的速度v>5BqL/4m;D.使粒子速度BqL/4m<v<5BqL/4mLxx*Lxx*总结旋转动态圆：粒子速度大小不变，半径不变粒子速度方向不确定，圆心不确定辐射动态圆：粒子速度方向一定，圆心在同一直线上粒子速度大小不确定，半径大小不确定课后练习.（2010全国新课程卷）如图6所示，在0wxwa、owywa/2范围内有垂直于xy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。坐标原点O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在 xy平面内，与y轴正方向的夹角分布在0〜90°范围内。己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于到 a之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一。求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的：参考答案