带电粒子在匀强磁场中的运动规律资料培训讲学.ppt

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1、带电粒子在匀粒子在匀强磁磁场中的运中的运动规律律资料料 带电粒子在磁场中带电粒子在磁场中 vB只受洛仑兹力，只受洛仑兹力，粒子做匀粒子做匀速圆周运动的规律。速圆周运动的规律。周期：周期：周期：周期：时间：时间：时间：时间：半径：半径：半径：半径：洛伦兹力做向心力：洛伦兹力做向心力：洛伦兹力做向心力：洛伦兹力做向心力：3、粒子在磁场中运动的解题思路：、粒子在磁场中运动的解题思路：找圆心，画轨迹找圆心，画轨迹，求半径，求时间。求半径，求时间。2、粒子在磁场中运动的角度关系粒子在磁场中运动的角度关系粒子在磁场中运动的角度关系粒子在磁场中运动的角度关系粒子在磁场中运动的角度关系粒子在磁场中运动的角度关

2、系弦切角弦切角弦切角弦切角 偏向角偏向角偏向角偏向角 圆心角圆心角 角度关系角度关系角度关系角度关系：粒子进入有界磁场的特点粒子进入有界磁场的特点粒子进入有界磁场的特点粒子进入有界磁场的特点粒子进入有界磁场的特点粒子进入有界磁场的特点 粒子进出单一直边界磁场，入射角等于出射角。粒子进出单一直边界磁场，入射角等于出射角。粒子进出单一直边界磁场，入射角等于出射角。粒子进出单一直边界磁场，入射角等于出射角。粒子进出圆边界磁场沿径向入，沿径向出。粒子进出圆边界磁场沿径向入，沿径向出。粒子进出圆边界磁场沿径向入，沿径向出。粒子进出圆边界磁场沿径向入，沿径向出。ABO二二.确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方

3、法确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法若已知入射点、出射点及入射方向、出射方向，可通若已知入射点、出射点及入射方向、出射方向，可通若已知入射点、出射点及入射方向、出射方向，可通若已知入射点、出射点及入射方向、出射方向，可通过入射点和出射点做垂直于入射方向和出射方向的直过入射点和出射点做垂直于入射方向和出射方向的直过入射点和出射点做垂直于入射方向和出射方向的直过入射点和出射点做垂直于入射方向和出射方向的直线，两直线的交点，即为圆周的圆心。线，两直线的交点，即为圆周的圆心。线，两直线的交点，即为圆周的圆心。线，两直线的交点，即为圆周的圆心。1 1、UpOM+-电子束电子束例例例例1 1 1 1：如图

4、所示，一束电子（电量为如图所示，一束电子（电量为如图所示，一束电子（电量为如图所示，一束电子（电量为e e）以速度）以速度）以速度）以速度v v垂直射入磁感应强垂直射入磁感应强垂直射入磁感应强垂直射入磁感应强度为度为度为度为B B、宽度为、宽度为、宽度为、宽度为d d 的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是射方向的夹角是射方向的夹角是射方向的夹角是3030，则电子的质量是多少？穿过磁场的时间又是多，则电子的质量是多少？穿过磁场的时间又是多，则电

5、子的质量是多少？穿过磁场的时间又是多，则电子的质量是多少？穿过磁场的时间又是多少？少？少？少？解：电子运动轨迹如右图所示。电子运动轨迹如右图所示。电子穿过磁场的时间为：电子穿过磁场的时间为：30vvf洛30df洛O 电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为电子束经过电压为电子束经过电压为电子束经过电压为U U U U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区域，如图的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区域，如图的加速电场后，

6、进入一圆形匀强磁场区域，如图的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区域，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区中心为所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区中心为所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区中心为所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区中心为O O O O，半径为，半径为，半径为，半径为r r r r。当不加磁场。当不加磁场。当不加磁场。当不加磁场时，电子束将通过时，电子束将通过时，电子束将通过时，电子束将通过O O O O点而打到屏幕的中心点而打到屏幕的中心点而打到屏幕的中心点而打到屏幕的中心M M M M点。为了让电子束射到屏幕点。为了让电子束射到屏幕点。为了让电子束射到屏幕点。为了让电子束射到屏幕边缘边缘边

7、缘边缘P P P P点，需要加一匀强磁场，使电子束偏转一已知角度点，需要加一匀强磁场，使电子束偏转一已知角度点，需要加一匀强磁场，使电子束偏转一已知角度点，需要加一匀强磁场，使电子束偏转一已知角度，此时磁，此时磁，此时磁，此时磁场的磁感应强度场的磁感应强度场的磁感应强度场的磁感应强度B B B B应为多少？应为多少？应为多少？应为多少？(分别用分别用分别用分别用e e e e、m m m m表示电子的电量和质量表示电子的电量和质量表示电子的电量和质量表示电子的电量和质量)练习练习1UpOM+-电子束电子束+-电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电视机的显像管中，电子束的偏转是用

8、磁偏转技术实现的。电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为电子束经过电压为电子束经过电压为电子束经过电压为U U U U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区域，如图的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区域，如图的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区域，如图的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区域，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区中心为所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区中心为所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区中心为所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区中心为O O O O，半径为，半径为，半径为，半径为r r r r。当不加磁场。当不加

9、磁场。当不加磁场。当不加磁场时，电子束将通过时，电子束将通过时，电子束将通过时，电子束将通过O O O O点而打到屏幕的中心点而打到屏幕的中心点而打到屏幕的中心点而打到屏幕的中心M M M M点。为了让电子束射到屏幕点。为了让电子束射到屏幕点。为了让电子束射到屏幕点。为了让电子束射到屏幕边缘边缘边缘边缘P P P P点，需要加一匀强磁场，使电子束偏转一已知角度点，需要加一匀强磁场，使电子束偏转一已知角度点，需要加一匀强磁场，使电子束偏转一已知角度点，需要加一匀强磁场，使电子束偏转一已知角度，此时磁，此时磁，此时磁，此时磁场的磁感应强度场的磁感应强度场的磁感应强度场的磁感应强度B B B B应为

10、多少？应为多少？应为多少？应为多少？(分别用分别用分别用分别用e e e e、m m m m表示电子的电量和质量表示电子的电量和质量表示电子的电量和质量表示电子的电量和质量)练习练习1OaRrRbv电子束电子束解：有几何关系知：有几何关系知：磁感应强度的方向垂直直面向外磁感应强度的方向垂直直面向外U加速加速解得：解得：二二.确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法若已知入射点、出射点及入射方向，可通过入射点做入若已知入射点、出射点及入射方向，可通过入射点做入若已知入射点、出射点及入射方向，可通过入射点做入若已知入射点、出射点及入射方向，可通过入射点做入射线的垂线，连

11、接入射点和出射点，作此连线的垂直平射线的垂线，连接入射点和出射点，作此连线的垂直平射线的垂线，连接入射点和出射点，作此连线的垂直平射线的垂线，连接入射点和出射点，作此连线的垂直平分线，两垂线的交点，即为圆周的圆心。分线，两垂线的交点，即为圆周的圆心。分线，两垂线的交点，即为圆周的圆心。分线，两垂线的交点，即为圆周的圆心。2 2、Oypv如图所示，在如图所示，在如图所示，在如图所示，在y0y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xyxy平平平平面并指向纸面外，磁感应强度为面并指向纸面外，磁

12、感应强度为面并指向纸面外，磁感应强度为面并指向纸面外，磁感应强度为B B。一带正电的粒子以速度。一带正电的粒子以速度。一带正电的粒子以速度。一带正电的粒子以速度v v0 0从从从从O O点射入磁场，入射方向在点射入磁场，入射方向在点射入磁场，入射方向在点射入磁场，入射方向在xyxy平面内，与平面内，与平面内，与平面内，与x x轴正向的夹角为轴正向的夹角为轴正向的夹角为轴正向的夹角为。若。若。若。若粒子射出磁场的位置与粒子射出磁场的位置与粒子射出磁场的位置与粒子射出磁场的位置与O O点的距离为点的距离为点的距离为点的距离为L L，求该粒子的电量和质量，求该粒子的电量和质量，求该粒子的电量和质量，

13、求该粒子的电量和质量之比之比之比之比q q/mm。例例例例2 2 2 2：解：做出粒子运动轨迹如图。做出粒子运动轨迹如图。OypvOL粒子的运动半径：粒子的运动半径：由几何关系知：由几何关系知：由上式解得：由上式解得：二二.确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法根据几何关系确定圆心根据几何关系确定圆心圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上两条切线夹角的平分线过圆心圆周上两条切线夹角的平分线过圆心圆周上两条切线夹角的平分线过圆心圆周上两条切线夹角的平分线过圆心过切点作切线

14、的垂线过圆心过切点作切线的垂线过圆心过切点作切线的垂线过圆心过切点作切线的垂线过圆心3 3、yxLv30Ov例例3 3 如图所示，一匀强磁场，如图所示，一匀强磁场，如图所示，一匀强磁场，如图所示，一匀强磁场，磁场方向垂直于磁场方向垂直于磁场方向垂直于磁场方向垂直于xyxy平面，在平面，在平面，在平面，在xyxy平面上磁场分布在以平面上磁场分布在以平面上磁场分布在以平面上磁场分布在以O O为圆心为圆心为圆心为圆心的一个圆形区域内，一个质量的一个圆形区域内，一个质量的一个圆形区域内，一个质量的一个圆形区域内，一个质量是是是是mm，带电量是，带电量是，带电量是，带电量是q q的带电粒子，的带电粒子，

15、的带电粒子，的带电粒子，由原点由原点由原点由原点O O开始运动，初速度为开始运动，初速度为开始运动，初速度为开始运动，初速度为v v，方向沿，方向沿，方向沿，方向沿x x轴正方向，后来经轴正方向，后来经轴正方向，后来经轴正方向，后来经过过过过y y轴上的轴上的轴上的轴上的p p点，此时速度方向点，此时速度方向点，此时速度方向点，此时速度方向和和和和y y轴夹角为轴夹角为轴夹角为轴夹角为3030，p p到到到到O O点的距点的距点的距点的距离是离是离是离是L L，不计重力，求，不计重力，求，不计重力，求，不计重力，求B B的大小的大小的大小的大小yxv30OvLMNrrP解：做两条速度的延长线交

16、于做两条速度的延长线交于M点，过点，过M点做角平分线交点做角平分线交y轴轴N点，以点，以N为为圆心以圆心以r为半径做圆，切于两速度线，为半径做圆，切于两速度线，切点分别为切点分别为O、P根据几何关系：根据几何关系：质点圆周运动半径：质点圆周运动半径：由上式解得：由上式解得：yxv30OvLMNrrP小结：小结：一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律二二二二.确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法确定带

17、电粒子在磁场中运动轨迹的方法确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法若已知入射点、出射点及入射方向、出射方向，可通过入射点和出射点若已知入射点、出射点及入射方向、出射方向，可通过入射点和出射点做垂直于入射方向和出射方向的直线，两直线的交点，即为圆周的圆心。做垂直于入射方向和出射方向的直线，两直线的交点，即为圆周的圆心。若已知入射点、出射点及入射方向，可通过入射点做入射线的垂线，连接入若已知入射点、出射点及入射方向，可通过入射点做入射线的垂线，连接入射点和出射点，作此连线的垂直平分线，两垂线的交点，即为圆周的圆心。射点和出射点，作此连线的垂直平分线，两垂线的交点，即为圆周的圆心。根据几何关系确定圆心根据几何关系确定圆心圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上两条切线夹角的平分线过圆心圆周上两条切线夹角的平分线过圆心过切点作切线的垂线过圆心过切点作切线的垂线过圆心1.2.3.勤奋是成功的阶梯，成功是勤奋的结果，只要勤奋是成功的阶梯，成功是勤奋的结果，只要我们勤奋学习，勤奋探索，勤奋实践，什么事情都我们勤奋学习，勤奋探索，勤奋实践，什么事情都一定会成功一定会成功!此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢