带电粒子在复合场中运动的轨迹赏析.ppt

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1、 带电粒子在复合场中运动的轨迹赏析例1如图所示，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r，在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为B。在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为、带电量为q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S，则两电极之间的电压U应是多少？（不计重力，整个装置在真空中）abcdso拓展：拓展：该圆筒上平行于轴线均匀分布的若是“六条 狭缝”，当内外筒间加上一定电压时，粒子经过一段运动后也能回到原出发点

2、。图4例2如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面的匀强磁场，磁感应强度为B，在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E，一质量为m，电量为q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出，射出之后，第三次到达x轴时，它与O点的距离为L，求此时粒子射出时的速度和运动的总路程yxoxy例3、如图所示，有一个环形区域，其截面内半径为，外半径为R2=1.0m，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，已知磁感应强度B=1.0 T，被束缚粒子的荷质比为(1)若中空区域中的带电粒子沿环的半径方向射入磁场，求带电粒子不能穿越磁场外边界的最大速度v0.(2)若中空区域中的带电粒子以（1)中的最大速度v0沿圆环半径方向射入磁场，求

3、带电粒子从进入磁场开始到第一次回到该点所需要的时间t。例上题中若内半径为R1=a，外半径为R2=(22-1)a,r例5、如图所示为圆形区域的匀强磁场,磁感应强度为B、方向垂直纸面向里,边界跟y 轴相切于坐标原点O。O 点处有一放射源，沿纸面从O 点沿x 轴正方向以速度v 射入磁场，带电粒子在磁场中做圆周运动的半经等于圆形磁场区域的半径。已知该带电粒子的质量为m、电荷量为q，沿磁场边界放置绝缘弹性挡板，使粒子与挡板碰撞后以原速率弹回，且其电荷量保持不变。求该粒子第一次回到O 点经历的时间。XYOyxo例6、如图所示，真空中分布着有界的匀强电场和两个均垂直于纸面，但方向相反的匀强磁场，电场的宽度为

4、L，电场强度为E，磁场的磁感应强度都为B，且右边磁场范围足够大一带正电粒子质量为m，电荷量为q，从A 点由静止释放经电场加速后进入磁场，穿过中间磁场进入右边磁场后能按某一路径再返回A 点而重复上述过程，不计粒子重力，求：（）中间磁场的宽度d（）求粒子从A 点出发到第一次回到A 点所经历的时间t。例 如图（甲）所示，两块水平放置的平行金属板，板长L=1.4m,板距d=30cm。两板间有B=1.25T,垂直于纸面向里的匀强磁场。在两板上加如图（乙）所示的脉冲电压。在t=0 时，质量m=210-15kg，电量为q=110-10C 的正离子，以速度为4103m/s 从两板中间水平射入。试求：粒子在板间

5、做什么运动？画出其轨迹。图6例 例、图6所示：由光滑绝缘壁围成的正方形（边长为a）匀强磁场区域的磁感强度为B，质量为m、电量为q 的正粒子垂直于磁场方向和边界从下边界正中央的A 孔射入该磁场中，粒子碰撞时无能量和电量损失，不计粒子重力和碰撞时间，粒子运动半径小于a，要使粒子仍能从A 孔射出，求粒子在磁场中的运动时间？图7图8例9 如图所示，在平面上的范围内有一片稀疏的电子，从x 轴的负半轴的远处以相同的速率沿x 轴正向平行地向y 轴射来试设计一个磁场区域，使得（1）所有电子都能在磁场力作用下通过原点O；（2）这一片电子最后扩展到2 2 范围内，继续沿x 轴正向平行地以相同的速率向远处射出已知电子的电量为、质量为，不考虑电子间的相互作用