带电粒子在磁场中的运动精选PPT.ppt

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1、关于带电粒子在磁场中的运动第1页，讲稿共41张，创作于星期日1.1.如图，如图，ACAC是一块铅块的截面，曲线是一块铅块的截面，曲线EFGHEFGH是某带电粒子的运是某带电粒子的运动轨迹，匀强磁场与粒子的速度方向垂直，已知粒子在运动轨迹，匀强磁场与粒子的速度方向垂直，已知粒子在运动中电荷量不变，则以下说法正确的是动中电荷量不变，则以下说法正确的是重力不计重力不计A.A.粒子带正电粒子带正电,从从F F穿透穿透ACAC到到G G B.B.粒子带正电粒子带正电,从从G G穿透穿透ACAC到到F FC.C.粒子带负电粒子带负电,从从G G穿透穿透ACAC到到F F D.D.粒子带负电粒子带负电,从从

2、F F穿透穿透ACAC到到G GACEFGHC第2页，讲稿共41张，创作于星期日2.2.在一个广阔的匀强磁场中，建立一直角坐标系，在一个广阔的匀强磁场中，建立一直角坐标系，在坐标系的原点在坐标系的原点O O释放一速率为释放一速率为v v，质量为，质量为m m，电荷量，电荷量为为+q+q的粒子（重力不计），释放时速度方向垂直于的粒子（重力不计），释放时速度方向垂直于B B的方向，且与的方向，且与x x轴成轴成30300 0角，则其第一次经过角，则其第一次经过y y轴时，轴时，轨迹与轨迹与y y轴交点离轴交点离O O点的距离及运动的时间为多少？点的距离及运动的时间为多少？（不考虑空气阻力）（不考虑

3、空气阻力）Oxy300v当其第一次经过当其第一次经过y y轴时，速度方向改变了多少？轴时，速度方向改变了多少？第3页，讲稿共41张，创作于星期日3.3.以以abab为边界的两匀强磁场的磁感应强度为边界的两匀强磁场的磁感应强度B B1 1=2B=2B2 2，现，现有一质量为有一质量为m m，电荷量为，电荷量为+q+q的粒子，从的粒子，从0 0点以初速点以初速v v0 0沿沿垂直于垂直于abab方向发射，请在图中画出此粒子的运动轨迹，方向发射，请在图中画出此粒子的运动轨迹，并求出经历多少时间该粒子重新回到并求出经历多少时间该粒子重新回到0 0点（重力不计）点（重力不计）B1B2v0ab0第4页，讲

4、稿共41张，创作于星期日4.4.一束电子以速度一束电子以速度v v0 0垂直射入磁感应强度为垂直射入磁感应强度为B B，宽为，宽为d d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角方向的夹角，则该电子运动的半径？则该电子运动的半径？电子的质量？电子的质量？穿透磁场的时间是穿透磁场的时间是？(电子的电量为电子的电量为e)e)0d 第5页，讲稿共41张，创作于星期日5.5.如图，在以如图，在以O O点为圆心半径为点为圆心半径为r r的圆形真空内，存在着的圆形真空内，存在着垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子

5、从A A点以速度点以速度v v0 0垂直于垂直于B B方向正对方向正对O O点射入磁场中，从点射入磁场中，从C C点射出，点射出，AOCAOC为为1201200 0，则该带电粒子在磁场中运动的时间为多少？则该带电粒子在磁场中运动的时间为多少？ACO.第6页，讲稿共41张，创作于星期日6.6.如图，在磁感应强度为如图，在磁感应强度为B B的匀强磁场中，有一条直线的匀强磁场中，有一条直线MNMN，距离该直线，距离该直线h h处有一个电子源处有一个电子源S S，它向垂直磁场的各个，它向垂直磁场的各个方向等速率发射电子，已知电子质量为方向等速率发射电子，已知电子质量为m m，电荷量为，电荷量为e e，

6、求，求（电子重力忽略不计）（电子重力忽略不计）1 1）为使电子击中）为使电子击中O O点，电子的最小速度的大小以及对应的点，电子的最小速度的大小以及对应的速度方向速度方向?MNOSh2 2）若电子的速率为（）若电子的速率为（1 1）中最小速率的）中最小速率的2 2倍，倍，则为使电子击中则为使电子击中O O点点,电子从电子从S S射出方向与射出方向与osos的夹角为多少？的夹角为多少？第7页，讲稿共41张，创作于星期日7.7.长为长为L L的水平极板间，处于真空中，且有垂直纸面的水平极板间，处于真空中，且有垂直纸面向内的匀强磁场，如图，磁感应强度为向内的匀强磁场，如图，磁感应强度为B B，板间距

7、离，板间距离为为L L，板不带电，现有质量为，板不带电，现有质量为m m，电荷量为，电荷量为q q的带正的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度线以速度v v平射入磁场，欲使粒子打在极板上，则平射入磁场，欲使粒子打在极板上，则v v的的取值应是怎样的？取值应是怎样的？LL带电粒子在磁场中运动的临界问题带电粒子在磁场中运动的临界问题第8页，讲稿共41张，创作于星期日8.8.如图，真空中狭长区域的匀强磁场的磁感应强度为如图，真空中狭长区域的匀强磁场的磁感应强度为B B，方向垂直纸面向里，宽度为方向垂直纸面向里，宽度为d d，速度为，

8、速度为v v的电子从边界的电子从边界CDCD外侧垂直射入磁场，入射方向与外侧垂直射入磁场，入射方向与CDCD的夹角为的夹角为的电子的电子的质量为的质量为m m，电荷量为，电荷量为q q，为使电子从磁场的另一侧边界为使电子从磁场的另一侧边界EFEF射出，求电子的速度射出，求电子的速度v v应应为多少？为多少？CDEFd带电粒子在磁场中运动的临界问题带电粒子在磁场中运动的临界问题第9页，讲稿共41张，创作于星期日9.如图，一足够长的矩形区域如图，一足够长的矩形区域abcd 内充满方向垂直纸面内充满方向垂直纸面向里的磁感应强度为向里的磁感应强度为B的匀强磁场，在的匀强磁场，在ad边中点边中点O处垂处

9、垂直磁场向里射入一速度方向跟直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角边夹角=300，大，大小为小为V0的带正电粒子，已知粒子质量为的带正电粒子，已知粒子质量为m,电量为电量为q,ad边长为边长为L,ab边足够长，粒子重力不计，求：边足够长，粒子重力不计，求：1.粒子能从粒子能从ab边射出磁场的边射出磁场的V0大小范围。大小范围。2.2.如果带电粒子不受上述如果带电粒子不受上述V V0 0大小范围的限大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间。制，求粒子在磁场中运动的最长时间。第10页，讲稿共41张，创作于星期日10.10.在真空中，半径为在真空中，半径为r=310r=310-2-2m m的圆形区

10、域内，有一匀强磁的圆形区域内，有一匀强磁场，磁场的磁感应强度为场，磁场的磁感应强度为B=0.2TB=0.2T，方向如图所示，一带正电，方向如图所示，一带正电粒子，以初速度粒子，以初速度v v0 0=10=106 6m/sm/s的速度从磁场边界上直径的速度从磁场边界上直径abab一端一端a a点处射入磁场，已知该粒子荷质比为点处射入磁场，已知该粒子荷质比为q/m=10q/m=108 8C/kgC/kg，不计，不计粒子重力，则粒子重力，则（1 1）粒子在磁场中匀速圆周运动的半径是多少？）粒子在磁场中匀速圆周运动的半径是多少？（2 2）若要使粒子飞离磁场时有最大的偏转角，其入射）若要使粒子飞离磁场时

11、有最大的偏转角，其入射时粒子的方向应如何（以时粒子的方向应如何（以v v0 0与与OaOa的夹角的夹角表示）？最大表示）？最大偏转角多大？偏转角多大？第11页，讲稿共41张，创作于星期日10.10.如图所示，在如图所示，在x x轴上方有垂直于轴上方有垂直于xyxy平面向里的匀强磁场，平面向里的匀强磁场，磁感应强度为磁感应强度为B B，在，在X X轴下方有沿轴下方有沿y y轴负方向的匀强电场，轴负方向的匀强电场，场强为场强为E E一质量为一质量为m m，电量为，电量为-q-q的粒子从坐标原点的粒子从坐标原点O O沿着沿着y y轴正方向射出射出之后，第三次到达轴正方向射出射出之后，第三次到达X X

12、轴时，它与点轴时，它与点O O的的距离为距离为L L求此粒子射出时的速度求此粒子射出时的速度V V和运动的总路程（重力不和运动的总路程（重力不计）计）第12页，讲稿共41张，创作于星期日带电粒子在电场磁场中综合应用带电粒子在电场磁场中综合应用第13页，讲稿共41张，创作于星期日1.1.一个质量为一个质量为m m、电荷量为、电荷量为q q的粒子，从容器下方的小孔的粒子，从容器下方的小孔S S1 1飘飘入电势差为入电势差为U U的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过S S3 3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B B的匀强

13、磁场中，最后的匀强磁场中，最后打到照相底片打到照相底片D D上。上。（1 1）求粒子进入磁场时的速率。）求粒子进入磁场时的速率。（2 2）求粒子在磁场中运动的轨道半径。）求粒子在磁场中运动的轨道半径。质谱仪质谱仪第14页，讲稿共41张，创作于星期日2 2、一质子进入一个互相垂直的匀强电场和匀强磁场的、一质子进入一个互相垂直的匀强电场和匀强磁场的区域，进入场区时，质子的速度区域，进入场区时，质子的速度v v与电场和磁场垂直，与电场和磁场垂直，结果此质子恰好不偏转，而做匀速直线运动，如图所结果此质子恰好不偏转，而做匀速直线运动，如图所示，已知示，已知A A极带正电，极带正电，B B极带负电，则下列

14、说法中正确的极带负电，则下列说法中正确的是是()()A A、若质子的速度、若质子的速度vvv v,质子将向质子将向B B极偏转极偏转B B、将质子换成电子，速度仍为、将质子换成电子，速度仍为v v，电子将向，电子将向A A极偏转极偏转C C、任何带电离子以速度、任何带电离子以速度v v进入时，都不发生偏转进入时，都不发生偏转D D、负离子以速度、负离子以速度v v进入，而电场消失后，将向进入，而电场消失后，将向B B极偏极偏转转速度选择器速度选择器第15页，讲稿共41张，创作于星期日如图所示，匀强电场竖直向上，匀强磁场水平向外，如图所示，匀强电场竖直向上，匀强磁场水平向外，有一正离子（不计重力

15、）恰能沿直线从左向右水平有一正离子（不计重力）恰能沿直线从左向右水平飞越此区域，这种装置称为速度选择器，则（飞越此区域，这种装置称为速度选择器，则（）A A、若电子从右向左水平飞入，电子将沿直线运动、若电子从右向左水平飞入，电子将沿直线运动B B、若电子从右向左水平飞入，电子将向上偏转、若电子从右向左水平飞入，电子将向上偏转C C、若电子从右向左水平飞入，电子将向下偏转、若电子从右向左水平飞入，电子将向下偏转D D、若电子从右向左水平飞入，电子将向外偏转、若电子从右向左水平飞入，电子将向外偏转第16页，讲稿共41张，创作于星期日3.3.磁流体发电磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内是一项

16、新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，如图是它的示意图。平行金属能直接转化为电能，如图是它的示意图。平行金属板板A A、B B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，磁场，A A、B B两板间便产生电压。如果把两板间便产生电压。如果把A A、B B和用电器连和用电器连接，接，A A、B B就是一个直流电源的两个电极。就是一个直流电源的两个电极。（1 1）图中）图中A A、B B板哪一个是电源的正极？板哪一个是电源的正极？（2 2）若）若A A、B B两

17、板相距为两板相距为d d，板间磁场按匀强磁场处理，板间磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为磁感应强度为B B，等离子体以速度，等离子体以速度v v沿垂直于沿垂直于B B的方向射的方向射入磁场，这个发电机的电动是多大？入磁场，这个发电机的电动是多大？第17页，讲稿共41张，创作于星期日4回旋加速器回旋加速器第18页，讲稿共41张，创作于星期日回旋加速器中磁场的磁感应强度为回旋加速器中磁场的磁感应强度为B B，D D形盒的直径为形盒的直径为d d，用，用该回旋加速器加速质量为该回旋加速器加速质量为m m、电量为、电量为q q的粒子，设粒子加速前的的粒子，设粒子加速前的初速度为零。求：初速度为零。求：（

18、1 1）粒子的回转周期是多大？粒子的回转周期是多大？（2 2）高频电极的周期为多）高频电极的周期为多大？大？（3 3）粒子的最大速度最粒子的最大速度最大动能各是多大？大动能各是多大？（4 4）粒子在同一个粒子在同一个D D形形盒中相邻两条轨道半径之盒中相邻两条轨道半径之比比第19页，讲稿共41张，创作于星期日练习练习2氘核和氘核和粒子，从静止开始经相同电粒子，从静止开始经相同电场加速后，垂直进入同一匀强磁场作圆周运动场加速后，垂直进入同一匀强磁场作圆周运动.则则这两个粒子的动能之比为多少？轨道半径之这两个粒子的动能之比为多少？轨道半径之比比为为多少？周期之比为多少？多少？周期之比为多少？第20

19、页，讲稿共41张，创作于星期日练习练习1如图，一束具有各种速率的带正一个元电荷的如图，一束具有各种速率的带正一个元电荷的两种铜离子质量分别为两种铜离子质量分别为m m1 1和和m m2,2,水平地经小孔水平地经小孔S S进入有互相进入有互相垂直的匀强电场和匀强磁场的区域，其中磁场、电场方垂直的匀强电场和匀强磁场的区域，其中磁场、电场方向如图，只有那些路径不发生偏转的离子才能通过另一向如图，只有那些路径不发生偏转的离子才能通过另一小孔进入匀强磁场中，此后两种离子将沿不同路径做圆小孔进入匀强磁场中，此后两种离子将沿不同路径做圆周运动周运动,到达底片到达底片P P时两离子间距为时两离子间距为d d，

20、求此，求此d d值。值。已知：已知：E=1.00 E=1.00 10105 5V/m V/m B=0.40TB=0.40TB=0.50TB=0.50Tm m1 1=63=63 1.66 1.66 1010-27-27kgkgm m2 2=65=65 1.66 1.66 1010-27-27kgkg,第21页，讲稿共41张，创作于星期日例题截面为矩形的金属导体，放在图所示的磁场中，当导截面为矩形的金属导体，放在图所示的磁场中，当导体中通有图示方向电流时，导体上、下表面的电势、体中通有图示方向电流时，导体上、下表面的电势、之间有：（）之间有：（）A BC D无法判断无法判断第22页，讲稿共41张，

21、创作于星期日.关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是：关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是：A、电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋、电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋B、电场和磁场同时用来加速带电粒子、电场和磁场同时用来加速带电粒子C、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大动能由加速电压决定动能由加速电压决定D、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大动能由磁感应强度动能由磁感应强度B决定和加速电压决定决定和加速电压决定(A)第23页，讲稿共41张，创作于星期日IBdh霍尔效

22、应霍尔效应I=neSv=nedhveU/h=evBU=IB/ned=kIB/dk是霍尔系数是霍尔系数第24页，讲稿共41张，创作于星期日临界问题临界问题例：长为例：长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为，板间距离也为L，板，板不带电，现有质量为不带电，现有质量为m，电量为，电量为q的带正电粒子的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是

23、：的办法是：（）A使粒子的速度使粒子的速度v5BqL/4mC使粒子的速度使粒子的速度vBqL/mD使粒子速度使粒子速度BqL/4mv5BqL/4m 第25页，讲稿共41张，创作于星期日1、结构：、结构：两个两个两个两个D D形盒及两个大磁极形盒及两个大磁极D D形盒间的窄缝形盒间的窄缝形盒间的窄缝形盒间的窄缝 高频交流电高频交流电高频交流电高频交流电第26页，讲稿共41张，创作于星期日例例1：关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，：关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是正确的是()A、电场和磁场都对带电粒子起加速作用、电场和磁场都对带电粒子起加速作用B、电场和磁场是交替地对带电粒子

24、做功的、电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C、只有电场能对带电粒子起加速作用、只有电场能对带电粒子起加速作用D、磁场的作用是使带电粒子在、磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀形盒中做匀速圆周运动速圆周运动CD第27页，讲稿共41张，创作于星期日例例2已知回旋加速器中已知回旋加速器中D形盒内匀强磁场的磁感形盒内匀强磁场的磁感应强度应强度B=1.5 T，D形盒的半径为形盒的半径为R=60 cm，两盒，两盒间电压间电压u=2104 V，今将，今将粒子从近于间隙中心某粒子从近于间隙中心某处向处向D形盒内近似等于零的初速度，垂直于半径的形盒内近似等于零的初速度，垂直于半径的方向射入，求：方向射入，求：1

25、)所加交流电频率是多大？所加交流电频率是多大？2)粒子离开加速器时速度多大？最大动能是多大粒子离开加速器时速度多大？最大动能是多大？3)粒子在加速器内运行的时间的最大可能值？粒子在加速器内运行的时间的最大可能值？第28页，讲稿共41张，创作于星期日5 5、电磁流量计、电磁流量计 如图所示，一圆形导如图所示，一圆形导如图所示，一圆形导如图所示，一圆形导管直径为管直径为管直径为管直径为d d d d，用非磁性材，用非磁性材，用非磁性材，用非磁性材料制成，其中有可以导电料制成，其中有可以导电料制成，其中有可以导电料制成，其中有可以导电的液体向左流动。的液体向左流动。的液体向左流动。的液体向左流动。导

26、电液体中的自由电荷（正负离子）在洛伦兹力作用下纵向偏转，导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛伦兹力作用下纵向偏转，导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛伦兹力作用下纵向偏转，导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛伦兹力作用下纵向偏转，a,ba,ba,ba,b间出现电势差。间出现电势差。间出现电势差。间出现电势差。原理：原理：原理：原理：当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a a a a、b b b b间的电势差就保持稳定。间的电势差就保持稳定。间的电势差就保持稳定。间的电势差就保持稳

27、定。流量（流量（流量（流量（Q Q Q Q）：）：）：）：第29页，讲稿共41张，创作于星期日 其等离子气体喷入磁场，正、负其等离子气体喷入磁场，正、负其等离子气体喷入磁场，正、负其等离子气体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到两极板上，在两极板上产生而聚集到两极板上，在两极板上产生而聚集到两极板上，在两极板上产生而聚集到两极板上，在两极板上产生电势差电势差电势差电势差.设等离子气体的电阻率为设等离子气体的电阻率为设等离子气体的电阻率为设等离子气体的电阻率为 ，则，则，则，则电源

28、的内阻为：电源的内阻为：电源的内阻为：电源的内阻为：6 6、磁流体发电机、磁流体发电机原理：原理：原理：原理：设设设设A A A A、B B B B平行金属板的面积为平行金属板的面积为平行金属板的面积为平行金属板的面积为S S S S，相距，相距，相距，相距L L L L，喷，喷，喷，喷入气体速度为入气体速度为入气体速度为入气体速度为v v v v，板间磁场的磁感应强度为，板间磁场的磁感应强度为，板间磁场的磁感应强度为，板间磁场的磁感应强度为B B B B 当等离子气体匀速通过当等离子气体匀速通过当等离子气体匀速通过当等离子气体匀速通过A A A A、B B B B板间时，板间时，板间时，板间

29、时，A A A A、B B B B板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势。即为电源电动势。即为电源电动势。即为电源电动势。此时离子受力平衡：此时离子受力平衡：此时离子受力平衡：此时离子受力平衡：EqEqEqEqBqvBqvBqvBqv电动势：电动势：电动势：电动势：ELELELELBLvBLvBLvBLvE E E EBvBvBvBv则中的电流为：则中的电流为：则中的电流为：则中的电流为：第30页，讲稿共41张，创作于星期日在以坐标原点在以坐标原点O O为圆心、半径为为圆心、

30、半径为r r的圆形区域内，存在磁的圆形区域内，存在磁感应强度大小为感应强度大小为B B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x x轴的交点轴的交点A A处以处以v v沿沿x x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y y轴的交点轴的交点C C处沿处沿y y方向飞出。方向飞出。请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/mq/m。若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为大小变为BB，该粒

31、子从，该粒子从A A处以相同的速度射入磁场，处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了600600，求磁感应强度为多大？此次粒子在磁场中运动所用，求磁感应强度为多大？此次粒子在磁场中运动所用时间时间t t是多少？是多少？oyxBCA图第31页，讲稿共41张，创作于星期日一个方向垂直于一个方向垂直于xyxy平面的匀强磁场，分布平面的匀强磁场，分布在以在以O O为中心的一个圆形区域内，一个质量为中心的一个圆形区域内，一个质量为为m m、电荷量为、电荷量为q q的带电粒子，由原点的带电粒子，由原点O O开始开始运动，初速度为运动，初速

32、度为v v，方向沿，方向沿x x轴正方向。粒轴正方向。粒子经过子经过y y轴上的轴上的P P点（点（OP=LOP=L）时，速度方向）时，速度方向与与y y由正方向成由正方向成300300角，不计重力，求磁感角，不计重力，求磁感应强度应强度B B和处于和处于xyxy平面内磁场的半径平面内磁场的半径R R。OxyPL300VV图第32页，讲稿共41张，创作于星期日在实验室中，需要控制某些带电粒子在某区域内的滞留时间，以在实验室中，需要控制某些带电粒子在某区域内的滞留时间，以达到预想的实验效果。现设想在达到预想的实验效果。现设想在xOyxOy的纸面内存在以下的匀强磁场的纸面内存在以下的匀强磁场区域，

33、在区域，在O O点到点到P P点区域的点区域的x x轴上方，磁感应强度为轴上方，磁感应强度为B B，方向垂直，方向垂直纸面向外，在纸面向外，在x x轴下方，磁感应强度大小也为轴下方，磁感应强度大小也为B B，方向垂直纸面向，方向垂直纸面向里，里，OPOP两点距离为两点距离为x x0 0（如图所示）。现在原点（如图所示）。现在原点O O处以恒定速度处以恒定速度v v0 0不断地向第一象限内发射氘核粒子。不断地向第一象限内发射氘核粒子。（1 1）设粒子以与）设粒子以与x x轴成轴成4545角从角从O O点射出，第一次与点射出，第一次与x x轴相交于轴相交于A A点，第点，第n n次与次与x x轴交

34、于轴交于P P点，求氘核粒子的比荷（用已知量点，求氘核粒子的比荷（用已知量B B、x x0 0、v v0 0、n n表示），并求表示），并求OAOA段粒子运动轨迹的弧长（用已知量段粒子运动轨迹的弧长（用已知量x x0 0、v v0 0、n n表表示）。示）。（2 2）求粒子从）求粒子从O O点到点到A A点所经历时间点所经历时间t t1 1和从和从O O点到点到P P点所经历时间点所经历时间t t（用已知量（用已知量x x0 0、v v0 0、n n表示）。表示）。第33页，讲稿共41张，创作于星期日如图所示，坐标系如图所示，坐标系xOyxOy位于竖直平面内，在该区域内有位于竖直平面内，在该区

35、域内有场强场强E=E=12N/C12N/C、方向沿、方向沿x x轴正方向的匀强电场和磁感应轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为强度大小为B=B=2T2T、沿水平方向且垂直于、沿水平方向且垂直于xOyxOy平面指向平面指向纸里的匀强磁场一个质量纸里的匀强磁场一个质量m=m=410kg410kg，电量，电量q=q=2.510C2.510C带正电的微粒，在带正电的微粒，在xOyxOy平面内做匀速直线运平面内做匀速直线运动，运动到原点动，运动到原点O O时，撤去磁场，经一段时间后，带电时，撤去磁场，经一段时间后，带电微粒运动到了微粒运动到了x x轴上的轴上的P P点取点取g g=10 m=10 ms2

36、s2，求：，求：（1 1）微粒运动到原点）微粒运动到原点O O时速度的大小和方向；时速度的大小和方向；（2 2）P P点到原点点到原点O O的距离；的距离；xyBEP0图第34页，讲稿共41张，创作于星期日电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面，磁场区的中所示。磁场方向垂直于圆面，磁场区的中心为心为O，半径为，半径为r。当不加磁场时，电子束。当不加磁场时，电子束将通过将通过O点而打到屏幕的中心

37、点而打到屏幕的中心M点，为了让点，为了让电子束射到屏幕边缘电子束射到屏幕边缘P点，需要加磁场，使点，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度电子束偏转一已知角度，此时磁场的磁感，此时磁场的磁感应强度应强度B应为多少？（设电子的质量为应为多少？（设电子的质量为m、电荷量为电荷量为e）第35页，讲稿共41张，创作于星期日一磁场宽度为一磁场宽度为L L，磁感应强度为，磁感应强度为B B，如图所，如图所示。一电荷质量为示。一电荷质量为m m，带电量为，带电量为q q，不计，不计重力，以一速度（方向如图）射入磁场。重力，以一速度（方向如图）射入磁场。若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应若不使其从右边界飞出，则

38、电荷的速度应为多大？为多大？第36页，讲稿共41张，创作于星期日带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中运动的问题有以下三种情况：带电粒子在复合场中运动的问题有以下三种情况：（1 1）带电粒子在复合场中做匀速直线运动，则所受的）带电粒子在复合场中做匀速直线运动，则所受的合外力为零。可根据平衡条件列方程求解。合外力为零。可根据平衡条件列方程求解。（2 2）带电粒子在复合场中的竖直平面内做匀圆周速运动）带电粒子在复合场中的竖直平面内做匀圆周速运动时，重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力。可根据平时，重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力。可根据平衡条件和粒子的圆周运动列方程

39、联立求解。衡条件和粒子的圆周运动列方程联立求解。（3 3）当带电粒子在复合场中作非匀变速运动时，可应）当带电粒子在复合场中作非匀变速运动时，可应用动能定理和能量守恒定律列方程求解。用动能定理和能量守恒定律列方程求解。第37页，讲稿共41张，创作于星期日个带电微粒在如图所示的正交匀强电场和个带电微粒在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，该带电微粒必然带该带电微粒必然带 （填（填“正正”或或“负负”）电，旋转方向为）电，旋转方向为 （填（填“顺时针顺时针”或或“逆时针逆时针”）。若已知圆的）。若已知圆的半径为半径为r r，电场强度的大

40、小为，电场强度的大小为E E，磁感应强，磁感应强度的大小为度的大小为B B，重力加速度为，重力加速度为g g，则线速度，则线速度为为 。第38页，讲稿共41张，创作于星期日如图所示，在地面附近的竖直面内，有沿水如图所示，在地面附近的竖直面内，有沿水平方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应平方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为强度大小为B B，同时存在着水平向左的匀强，同时存在着水平向左的匀强电场场强大小为电场场强大小为E E，一个带正电的油滴在此，一个带正电的油滴在此复合场中始终沿与水平方向成复合场中始终沿与水平方向成3030角的方角的方向斜向下做直线运动（其运动轨迹如图中向斜向下做直线运

41、动（其运动轨迹如图中实线所示），求油滴运动的速率大小。实线所示），求油滴运动的速率大小。第39页，讲稿共41张，创作于星期日1010、质量为、质量为m m，带电荷量为，带电荷量为q q的微粒，以速的微粒，以速度度v v与水平方向成与水平方向成4545进入匀强电场和匀强进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图所示。微粒恰磁场同时存在的空间，如图所示。微粒恰好能做匀速直线运动，求：好能做匀速直线运动，求：（1 1）电场强度的大小。）电场强度的大小。（2 2）磁感应强度的大小，该微粒带何种电）磁感应强度的大小，该微粒带何种电荷。荷。第40页，讲稿共41张，创作于星期日感谢大家观看第41页，讲稿共41张，创作于星期日