高中物理带电粒子在匀强磁场中的运动2ppt.ppt

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1、带电粒子粒子2021/8/11 星期三1带电粒子在磁场中运动情况带电粒子在磁场中运动情况1、找圆心：方法（、找圆心：方法（2种）种）2、定半径：、定半径：3、确定运动时间：、确定运动时间：注意：用弧度表示用弧度表示几何法求半径几何法求半径向心力公式求半径向心力公式求半径2021/8/11 星期三2一、两个具体问题：一、两个具体问题：1 1、圆心的确定、圆心的确定（1）已知两个速度）已知两个速度方向方向：可找到两条：可找到两条半径，其交点是圆心。半径，其交点是圆心。（2）已知）已知入射方向入射方向和和出射点出射点的位置：的位置：通过入射点作入射方向的垂线，连接入通过入射点作入射方向的垂线，连接入

2、射点和出射点，作中垂线，交点是圆心。射点和出射点，作中垂线，交点是圆心。2 2、运动时间的确定：、运动时间的确定：2关键：确定圆心、半径、圆心角关键：确定圆心、半径、圆心角2021/8/11 星期三3CDBv 如图所示，在如图所示，在B=9.1x10-4T的匀强磁场中，的匀强磁场中，C、D是垂直是垂直于磁场方向的同一平面上的两于磁场方向的同一平面上的两点，相距点，相距d=0.05m。在磁场中。在磁场中运动的电子经过运动的电子经过C点时的速度点时的速度方向与方向与CD成成=300角，并与角，并与CD在同一平面内，问：在同一平面内，问：(1)若电子后来又经过若电子后来又经过D点，则电子的速度大小是

3、多少点，则电子的速度大小是多少？(2)电子从电子从C到到D经历的时间是多少？经历的时间是多少？(电子质量电子质量me=9.1x10-31kg，电量，电量e=1.6x10-19C)8.0 x106m/s 6.5x10-9s1、带电粒子在无界磁场中的运动、带电粒子在无界磁场中的运动2021/8/11 星期三4【例【例1】如图直线如图直线MN上方有磁感应强度为上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与以与MN成成30角的同样速度角的同样速度v射入磁场（电子质量射入磁场（电子质量为为m，电荷为，电荷为e），它们从磁场中射出时相距），它们从磁场中射出时

4、相距多远？射出的时间差是多少？多远？射出的时间差是多少？MNBOv答案答案为为射出点相距射出点相距时间时间差差为为关关键键是找是找圆圆心、找半径和用心、找半径和用对对称。称。2、带电粒子在半无界磁场中的运动、带电粒子在半无界磁场中的运动2021/8/11 星期三5练习练习1.一个负离子，质量为一个负离子，质量为m，电量大小为，电量大小为q，以速率，以速率v垂直于屏垂直于屏S经过小孔经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示。磁感应强度如图所示。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图并垂直于图1中纸面向里中纸面向里.（1

5、）求离子进入磁场后到达屏）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与上时的位置与O点的距点的距离离.（2）如果离子进入磁场后经过时间）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置到达位置P，证明，证明:直线直线OP与离子入射方向之间的夹角与离子入射方向之间的夹角跟跟t的关系是的关系是 OBSvP2021/8/11 星期三6【例【例2】一个质量为一个质量为m电荷量为电荷量为q的带电粒子从的带电粒子从x轴上轴上的的P（a，0）点以速度）点以速度v，沿与，沿与x正方向成正方向成60的方向的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强

6、度出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的和射出点的坐标。坐标。y x oBv v a O/射出点坐标为（射出点坐标为（0，）2021/8/11 星期三7例：一束电子（电量为例：一束电子（电量为e）以速度）以速度V0垂直射入磁感应强垂直射入磁感应强度为度为B，宽为，宽为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向成电子原来入射方向成300角，求：电子的质量和穿过磁角，求：电子的质量和穿过磁场的时间。场的时间。Bv0e 3030度度度度d2dBe/v0d/3v0小结：小结：1、两洛伦兹力的交点即圆心、两洛伦兹力的交点即圆心2、偏转角：初末速度的夹角

7、。、偏转角：初末速度的夹角。3、偏转角、偏转角=圆心角圆心角3、穿过矩形磁场区的运动、穿过矩形磁场区的运动2021/8/11 星期三8例：两板间（长为例：两板间（长为L L，相距为，相距为L L）存在匀强磁场，带）存在匀强磁场，带负电粒子负电粒子q、m以速度以速度V V0 0从方形磁场的中间射入，要从方形磁场的中间射入，要求粒子最终飞出磁场区域，则求粒子最终飞出磁场区域，则B B应满足什么要求？应满足什么要求？Bv0qmLL2021/8/11 星期三9粒子穿过圆形磁场区域情境粒子穿过圆形磁场区域情境 如图中圆形区域内存在垂直如图中圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强纸面向外的匀强磁场

8、，磁感应强度为度为B，现有一电量为，现有一电量为q，质量为，质量为m的正离子从的正离子从a点点沿圆形区域的直沿圆形区域的直径射入径射入，设正离子射出磁场区域，设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为的方向与入射方向的夹角为600，求此正离子在磁场区域内飞行的求此正离子在磁场区域内飞行的时间及射出磁场时的位置。时间及射出磁场时的位置。ao由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。注注注注:画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）,偏角可由偏角可由偏角可由偏角可由 求出。经历时间由求出。经历时间由求出。经历时间由求出。经历时间由 得出得出得出得出 r vRvO/O2021/8/11 星期三102021/8/11 星期三11