高三物理 有界磁场（磁聚焦）复习学案

1、江苏昆山振川高中三年级物理复习：有界磁场(磁焦点)例1，将质量为m、电量为q的带电粒子从y轴上的点a以平行于ox轴的速度v注入第一象限所示的区域。为了使粒子以速度v从x轴上的点b发射，可以在适当的位置添加具有磁感应强度b的垂直于xy平面的均匀磁场。如果这个磁场只分布在圆形区域，试着找出这个圆形区域的最小面积。(不包括重力)xabyOox例2:如图所示，在半径为r的圆形区域中，有一个垂直于纸张表面的均匀磁场b，在x轴上的点o处有一个粒子源。质量为m、电量为q的粒子被垂直磁场以相同的速度v和R=注入到不同的方向，证明了圆形区域内磁场发射的所有粒子的运动方向都平行于x轴。例3，如图所示，平行于直角坐

2、标系Y轴的PQ由特殊材料制成，只能让垂直撞击PQ界面的电子通过。在它的左侧有一个矩形的三角形区域，该区域分布有一个均匀的磁场，其方向垂直于纸面，磁感应强度为B，在它的右侧有一个均匀的电场，其垂直场强度为E。目前，在不考虑电子之间的相互作用的情况下，不同速率的电子从坐标原点O以不同的方向射向三角形区域。众所周知，电子的电量是(1)电子通过PQ界面的最大速度是多少；(2)在PQ右侧的X轴上，电子能被接收到的范围是多少。例4:可控热核聚变反应堆产生能量的方式类似于太阳，所以它通常被称为“人造太阳”。热核反应需要超过数千万度的高温，但是反应中的大量带电粒子没有通常意义上的容器。人类正在积极探索各种约束

3、装置，磁约束托卡马克装置就是其中之一。该设备的简化模型如图15所示。有一个环形区域。该区域有一个垂直于纸张表面的均匀磁场。众所周知，其横截面的内半径为R1=1.0 m，磁感应强度为B=1.0 t，约束粒子的比负载为Q/m=4.0107 c/kg。带电粒子以v0=4.0107 m/s的速度沿着环的半径方向从中空区域和磁场之间的界面处的P点注入磁场(不包括运动过程中带电粒子的相互作用)(1)为了抑制粒子穿过磁场的外边界，获得磁场区域的最小外半径R2；(2)如果改变粒子的入射速度v，使得v=v0，则计算粒子从点p进入磁场以第一次回到点p所需的时间t。主题3整合练习1.如图所示，在圆形区域，有一个垂直

4、于纸面的均匀磁场，ab是圆的直径。带电粒子以2v的速度从a点进入磁场。当方向与ab成30时，磁场正好从b点飞出，粒子在磁场中移动t；如果只有速度变为V，粒子在磁场中运动的时间是(不包括带电粒子的重力) ()A.3t吨b . t . c . t . d . 2吨2.如图所示，有一个正方形均匀磁场区abcd，e是ad的中点，f是cd的中点。如果一个带负电的粒子以速度v沿对角线方向注入，它就从e射出，然后A.如果粒子的速度增加两倍，它们将从点d()射出B.如果粒子的速度增加三倍，它将从f点喷出C.如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度将加倍，并且它也将从点d发出只需改变粒子的速度，使它们分别从E点、D

5、点和F点发射，从E点发射的时间最短3.如图所示，ab是一个弯管，其中心线是半径为r的圆弧。将它置于给定的均匀磁场中，磁场的方向如只有具有一定动能的粒子才能沿着中心线通过弯管4、如图所示，是电视显像管及其偏转线圈l的示意图。如果发现电视画面的振幅小于正常值，下列哪种原因不能引起()A.电子枪的发射能力减弱，电子数量减少B.加速电场电压过高，电子速率过大C.偏转线圈的匝间短路减少了线圈的匝数D.偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱5.无论重力如何，质量为M、电荷为Q的带正电的粒子从Y轴上的点A以与Y轴成30角的速度注入图9中第一象限所在的区域。为了使带电粒子以与X轴成60角的速度从X轴上的B点发射出去，

6、可以在适当的位置加入一个磁感应强度为B的垂直于x0y平面的均匀磁场。如果磁场分布在圆形区域，尝试磁场区域的最小面积。6.在xOy平面上，许多电子(质量m，电荷e)以相同的速度v0从坐标原点o向不同的方向连续注入第一象限，如图8-3-9所示。现在，增加一个磁感应强度b垂直于xOy平面的均匀磁场，要求所有这些电子在通过磁场后能平行于x轴和x轴的正方向运动，从而试图找出合格磁场的最小面积。oxy7.如图所示，在太空实验室中，有两个大小相同的圆柱形区域，它们靠得很近。有大小相同、方向相反的均匀磁场。磁感应强度为b=0.10 t，磁场区域半径为r=m，左侧区域中心为O1，磁场向内，右侧区域中心为O2。磁场向外。这两个区域的切点是c。目前，质量m=3.210-26kg和电荷q=1.610-19c的一些离子从左侧区域边缘的点a以速度v=106m/