带电粒子磁场中的多解问题讲解ppt课件.ppt

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1、火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去带电粒子在磁场中运动的多解问题带电粒子在磁场中运动的多解问题火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 一、带电粒子电性一、带电粒子电性(+q-q)不确定形成多解不确定形成多解受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，在相同的初速度的条件下，正、负粒能带负电，在相同的初速度的条件下，正、负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成多解子在磁场中运动轨迹不同，形成多解火灾袭来时要迅速疏

2、散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去思思考考如如图图带带电电粒粒子子以以速速率率v垂垂直直进进入入匀匀强强磁磁场场，如如带带正正电电，其，其轨轨迹迹为为a；如；如带负电带负电，则则其其轨轨迹迹为为b.火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 二、磁场二、磁场(B)方向不确定形成多解方向不确定形成多解有些题目只告诉了磁感应强度的大小有些题目只告诉了磁感应强度的大小,而未具体指而未具体指出磁感应强度的方向，此时必须要考虑磁感应强出磁感应强度的方向，此时必须要考虑磁感应强度方向不

3、确定而形成的多解度方向不确定而形成的多解火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去思考思考如图，如图，带正电带正电粒子以速率粒子以速率v垂直进入匀强磁场垂直进入匀强磁场,如果如果B垂直纸面向里垂直纸面向里,其轨迹为其轨迹为a；如果；如果B垂直纸面向外垂直纸面向外,其轨迹为其轨迹为b.火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 三、三、临临界状界状态态不唯一形成多解不唯一形成多解带带电电粒粒子子在在洛洛伦伦兹兹力力作作用用下下飞飞越越有有界界磁磁场场时时，由由于于粒

4、粒子子运运动动轨轨迹迹是是圆圆弧弧状状,因因此此，它它可可能能穿穿过过去去了了，也也可可能能转转过过180从从入入射射界界面面这这边边反反向向飞飞出出，如如图图所示，于是形成了多解所示，于是形成了多解 火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 四、运动的周期性形成多解四、运动的周期性形成多解带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，运动往往具有往复性运动往往具有往复性,从而形成多解如图所示从而形成多解如图所示带负电粒子的周期性运动：带负电粒子的周期性运动：火灾袭来时要迅速疏散逃

5、生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去练习练习长为长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示所示,磁感应强度为磁感应强度为B，板间距离为，板间距离为L，板不带电一质量为，板不带电一质量为m、电荷量为电荷量为q带正电的粒子带正电的粒子(不计重力不计重力)，从左边极板间中点处垂，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度直磁感线以速度v水平射入磁场欲使粒子不打在极板上，可采水平射入磁场欲使粒子不打在极板上，可采用的方法是用的方法是()火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿

6、的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去例例3如如图图，矩矩形形MNPQ区区域域内内有有方方向向垂垂直直于于纸纸面面的的匀匀强强磁磁场场，有有5个个带带电电粒粒子子从从图图中中箭箭头头所所示示位位置置垂垂直直于于磁磁场场边边界界进进入入磁磁场场，在在纸纸面面内内做做匀匀速速圆圆周周运运动动，运运动动轨轨迹迹为为相相应应的的圆圆弧弧这这些些粒粒子子的的质质量、量、电电荷量以及速度大小如下表所示荷量以及速度大小如下表所示粒子运动径迹的分析及判定粒子运动径迹的分析及判定粒子粒子编编号号质质量量电

7、电荷量荷量(q0)速度速度大小大小1m2qv22m2q2v33m3q3v42m2q3v52mqv由以上信息可知由以上信息可知,从图中从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的处进入的粒子对应表中的编号分别为编号分别为()A3、5、4 B4、2、5 C5、3、2 D2、4、5火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去【答案】【答案】D火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去例例4如图所示，在一底边长为如图所示，在一底边长为2a，30的等腰三角形的等腰三角形区域内区域内

8、(D在底边中点在底边中点)，有垂直纸面向外的匀强磁场现有一，有垂直纸面向外的匀强磁场现有一质量为质量为m，电荷量为，电荷量为q的带正电的粒子从静止开始经过电势差的带正电的粒子从静止开始经过电势差为为U的电场加速后，的电场加速后，从从D点垂直于点垂直于EF进入磁场进入磁场，不计重力与空，不计重力与空气阻力的影响气阻力的影响(1)若粒子恰好垂直于若粒子恰好垂直于EC边射出磁场，求磁场的磁感应强度边射出磁场，求磁场的磁感应强度B为多少？为多少？(2)改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到ED板，板，求粒子从进入磁场到第一次打到求粒子从进入磁场到第

9、一次打到ED板的最长时间是多少？板的最长时间是多少？带电粒子在直线边界磁场中的运动带电粒子在直线边界磁场中的运动火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去(2)由由t=r/v可知，粒子速率恒定，半径越大，运动可知，粒子速率恒定，半径越大，运动时间越长。如图，轨迹与时间越长。如图，轨迹与EC边相切时，半径最大。边相切时

10、，半径最大。设圆周半径为设圆周半径为r2.火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去【方法总结】【方法总结】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法序解题法三步骤三步骤(1)画轨迹：即画出轨迹，并确定圆心画轨迹：即画出轨迹，并确定圆心,几何方法求半径几何方法求半径(2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系,偏转偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系期相联系(

11、3)用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式公式、半径公式火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去带电粒子在圆形边界磁场内运动的问题带电粒子在圆形边界磁场内运动的问题火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去(1)该离子通过两磁场区域所用的时间该离子通过两磁场区域所用的时间.(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大？离为

12、多大？(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去解：解：(1)离子在磁场中做匀速圆周运动，在左右两区域的运离子在磁场中做匀速圆周运动，在左右两区域的运动轨迹是对称的，如图，设轨迹半径为动轨迹是对称的，如图，设轨迹半径为R，圆周运动的周，圆周运动的周期为期为T.火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去【答案】【答案】(1)4.19106 s(2)2 m火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出

13、或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去答案答案C火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去例例7如图甲所示，如图甲所示，M、N为竖直放置彼此平行的两块平板为竖直放置彼此平行的两块平板,板板间距离为间距离为d，两板中央各有一个小孔，两板中央各有一个小孔O、O正对正对,在两板间有在两板间有

14、垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，设垂直纸面示，设垂直纸面向里的磁场方向为正方向向里的磁场方向为正方向有一群正离子在有一群正离子在t0时垂直于时垂直于M板从小孔板从小孔O射入磁场已知射入磁场已知正离子正离子质量为质量为m、带电荷量为带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为感应强度变化的周期都为T0，不考虑由于磁场变化而产生的，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力求：电场的影响，不计离子所受重力求：带电粒子在磁场中运动的周期性多解问

15、题带电粒子在磁场中运动的周期性多解问题(1)磁感应强度磁感应强度B0的大小；的大小；(2)要使正离子从要使正离子从O孔垂直孔垂直于于N板射出磁场，正离子射板射出磁场，正离子射入磁场时的速度入磁场时的速度v0的可能值的可能值火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当

16、机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去1如图，ABCD是边长为的正方形。质量为m、电荷量为e的电子以大小为v0的初速度沿纸面垂直于BC边射入正方形区域。在正方形内适当区域中有匀强磁场。电子从BC边上的任意点入射，都只能从A点射出磁场。不计重力，求：（1）此匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小；（2）此匀强磁场区域的最小面积。ABCD火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去你能看出入射点的轨迹是什么吗？火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去ABCDABCDEFABCDOp qEyx