2022年带电粒子在磁场中的运动.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载带电粒子在磁场中的运动第一部分 基础学问回忆【问题展现】问题一:洛伦兹力对运动电荷是否做功?问题二:粒子的半径和周期由那些因素打算?动能相同的质子和 各是多少?(一)洛伦兹力的方向和大小1、洛伦兹力的大小 F=qvBsin , 为 v 与 B 的夹角 ,如下列图(1)v B 时, =0 或 180 ,洛伦兹力 F= ;(2)vB 时, =90 ,洛伦兹力 F= (3)v =0 时,洛伦兹力 F= ;2、洛伦兹力的方向 粒子在同一磁场中半径和周期之比(1)判定方法:应用左手定就,留意四指应指向电流的方向即正电荷或负电荷;(2)方
2、向特点: FB,Fv,即 F 垂直于(二)带电粒子在匀强磁场中的运动打算的平面; (留意 B 和 v 可以有任意夹角)1、如 v B,带电粒子不受洛伦兹力,在匀强磁场中做运动;v 做运动;2、如 vB,带电粒子仅受洛伦兹力作用,在垂直于磁感线的平面内以入射速度【归纳总结】其次部分 规律和方法【问题展现】解决带电粒子在匀强磁场中运动问题的详细思路是什么?应留意些什么?1、解决带电粒子在有界磁场中运动的基本思路分析方法 : 定圆心、定半径、定转过的圆心角是解决这类问题的前提;(1)圆心的确定名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - -
3、- 学习必备 欢迎下载基本思路 : 即圆心肯定在与速度方向垂直的直线上 . 有两种方法 : 已知入射方向和出射方向时, 可通过入射点和出射点分别作垂直于入射速度方向和出射速度方向的直线 , 两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如下图甲所示 ,P 点为入射点 ,M 为出射点) .已知入射点和出射点的位置时 , 可以通过入射点作入射方向的垂线 , 连接入射点和出射点 , 作其中垂线 , 这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如下图乙所示(2)半径的确定和运算,P 为入射点 ,M 为出射点) . 利用平面几何关系, 求出该圆的可能半径(或圆心角) , 并留意以下两个重要的几何特点: 粒子速度的偏向角等于
4、圆心角( ), 并等于 AB弦与切线的夹角 (弦切角 )的 2 倍(如右图所示). 即 = =2 = t 相对的弦切角( )相等 , 与相邻的弦切角( )互补 , 即 + =180 . (3)运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为 时,其运动时间可表示为 t= 360T 或 t = 2T. 2、带电粒子在磁场中运动的临界问题解决此类问题的关键是:找准临界点找临界点的方法是:以题目中的“ 恰好” “ 最大” “ 最高” “ 至少” 等词语为突破口,借助半径R 和速度 v 或磁场 B 之间的约束关系进行动态运动轨迹分析,确定轨迹圆和边界的关系,找出临界点,然
5、后利用数学方法求解极值,常用结论如下:(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切(2)当速度 v 肯定时,弧长 或弦长 越长,圆周角越大,就带电粒子在有界磁场中运动的时间越长(3)当速率 v 变化时,圆周角大的,运动时间越长【归纳总结】第三部分 典型例题分析1、如下列图, 在 x0 的区域中, 存在磁感应强度大小分别为 B1与 B2的匀强磁场,磁场方向垂第 2 页,共 6 页直于纸面对里, 且 B1B2. 一个带负电荷的粒子从坐标原点O以速度 v沿 x 轴负方向射出,要使该粒子经过一段时间后又经过O点, B1 与 B2的比值应满意什么条件?名师归纳总结 - - - -
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- 2022 带电 粒子 磁场 中的 运动
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