高二物理选修 带电粒子在匀强磁场中的运动 ppt.ppt

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1、 2021/8/11 星期三1一、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1、带电粒子以一定的初速度进入匀强磁场，、带电粒子以一定的初速度进入匀强磁场，粒子将做怎样的运动？（讨论）粒子将做怎样的运动？（讨论）（3）当）当V与与B既不平行又不垂直，带电粒子以入射既不平行又不垂直，带电粒子以入射速度速度V做螺旋运动做螺旋运动（1）当）当V/B，f=0，带电粒子以速度，带电粒子以速度V做匀速直线做匀速直线运动运动（2）当）当VB，带电粒子以入射速度，带电粒子以入射速度V做匀速圆周运做匀速圆周运动动2021/8/11 星期三22、带电粒子在磁场中（、带电粒子在磁场中（vB）只受

2、洛仑兹力，）只受洛仑兹力，粒子做匀速圆周粒子做匀速圆周 运动运动 。带电粒子做匀速圆周运动所需要的向心力是由粒子带电粒子做匀速圆周运动所需要的向心力是由粒子 所受的洛伦兹力提供的，所受的洛伦兹力提供的，F洛洛=F向向半径：半径：周期：周期：时间：时间：2021/8/11 星期三3 例例1.一束带电粒子以同一速度，并从同一一束带电粒子以同一速度，并从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如图所示图所示.粒子粒子q1的轨迹半径为的轨迹半径为r1，粒子，粒子q2的轨的轨迹半径为迹半径为r2，且，且r22r1，q1、q2分别是它们分别是它们的带电量的带电量.则则

3、 q1 带带 电、电、q2带带 电，比荷电，比荷之比为之比为(q1/m1):(q2/m2)，运，运动时间之比动时间之比 。2:1正正负负1:22021/8/11 星期三4二、确定带电粒子在有界磁场中运动轨二、确定带电粒子在有界磁场中运动轨迹的方法迹的方法2021/8/11 星期三5 例例2 2：如图所示，一束：如图所示，一束电子（电量为电子（电量为e e）以速度）以速度v v垂直射入磁感应强度为垂直射入磁感应强度为B B、宽度为宽度为d d的匀强磁场中，的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是子原来入射方向的夹角是30o30o，则电子的质量是多，则电子的

4、质量是多少？穿透磁场的时间又是少？穿透磁场的时间又是多少？多少？2021/8/11 星期三6确定带电粒子在有界磁场中运动轨迹的方法确定带电粒子在有界磁场中运动轨迹的方法定圆心，画圆弧，求半径。定圆心，画圆弧，求半径。拓展拓展2：要使电子不从右边射出磁场，速度要满足什么条件？：要使电子不从右边射出磁场，速度要满足什么条件？拓展拓展1：电子射入的速度大小发生变化粒子还能从原位置射出吗：电子射入的速度大小发生变化粒子还能从原位置射出吗？2021/8/11 星期三7 例例3 3：如图所示，在：如图所示，在y0y0的区域内存在匀强磁的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于场，磁场方向垂直于xyxy平面并指向

5、纸面外，磁平面并指向纸面外，磁感应强度为感应强度为B B。一带正电的粒子以速度。一带正电的粒子以速度v0v0从从O O点点射入磁场，入射方向在射入磁场，入射方向在xyxy平面内，与平面内，与x x轴正向轴正向的夹角为的夹角为。若粒子射出磁场的位置与。若粒子射出磁场的位置与O O点的点的距离为距离为L L，求该粒子的电量和质量之比，求该粒子的电量和质量之比q/mq/m。2021/8/11 星期三82021/8/11 星期三9 例例3 3：如图所示，在：如图所示，在y0y0的区域内存在匀强磁的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于场，磁场方向垂直于xyxy平面并指向纸面外，磁平面并指向纸面外，磁感应强

6、度为感应强度为B B。一带正电的粒子以速度。一带正电的粒子以速度v0v0从从O O点点射入磁场，入射方向在射入磁场，入射方向在x0yx0y平面内，与平面内，与x x轴正向轴正向的夹角为的夹角为。若粒子射出磁场的位置与。若粒子射出磁场的位置与O O点的距点的距离为离为L L，求该粒子的电量和质量之比，求该粒子的电量和质量之比q/mq/m。拓展拓展1：保持从：保持从O点射入磁场粒子点射入磁场粒子速度大小不变，射入方向改变，速度大小不变，射入方向改变，但仍在但仍在x0y平面内，能否有粒子也平面内，能否有粒子也从从P点射出？点射出？拓展拓展2：两个不同方向射入的粒子从：两个不同方向射入的粒子从P点射出

7、，在磁场中运动点射出，在磁场中运动的时间之差。的时间之差。2021/8/11 星期三10 例例4 4：一带电质点，质量为：一带电质点，质量为m m、电量为、电量为q q，以，以平行于平行于OxOx轴的速度轴的速度v v从从y y轴上的轴上的a a点射入图中第点射入图中第一象限所示的区域，为了使该质点能从一象限所示的区域，为了使该质点能从x x轴上轴上的的b b点以垂直于点以垂直于OxOx轴的速度轴的速度v v射出，可在适当的射出，可在适当的地方加一个垂直于地方加一个垂直于OxyOxy平面、磁感应强度为平面、磁感应强度为B B的的匀强磁场，若此磁场仅分布在一个圆形区域内，匀强磁场，若此磁场仅分布

8、在一个圆形区域内，试求这个圆形磁场区域的最小半径（重力忽略试求这个圆形磁场区域的最小半径（重力忽略不计）。不计）。2021/8/11 星期三112021/8/11 星期三12P轨迹半径：轨迹半径：磁场最小半径：磁场最小半径：2021/8/11 星期三13课堂小结：课堂小结：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垂直入射磁场的带电粒子做匀速圆周运动垂直入射磁场的带电粒子做匀速圆周运动F洛洛=F向向二、确定带电粒子在有界磁场中运动轨迹的方法二、确定带电粒子在有界磁场中运动轨迹的方法定圆心，画圆弧，求半径。定圆心，画圆弧，求半径。布置作业：布置作业：第第42练练2021/8/11 星期三142021/8/11 星期三15