物理磁场复习课课件粤教版31市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx
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1、磁场复习课(一)磁场复习课(一)第1页回顾:带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动回顾:带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动 如如图图所所表表示示,带带电电粒粒子子垂垂直直射射入入匀匀强强磁磁场场中中因因洛洛仑仑兹兹力力一一直直垂垂直直于于速速度度,所所以以当当带带电电粒粒子子垂垂直直射射入入匀匀强强磁磁场场时时,一一定定作作匀匀速速圆周运动,其向心力由洛仑兹力提供圆周运动,其向心力由洛仑兹力提供 从从上上式式可可推推出出,若若带带电电粒粒于于在在磁磁场场中中,所所经经过过圆圆弧弧对对应应圆圆心心角角为为(弧弧度度),则则运运动时间动时间即运动时间与粒子初速、半径无关如图所表示即运动时间与粒子初速、
2、半径无关如图所表示.第2页二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹方法二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹方法一、带电粒子在匀强磁场中运动规律一、带电粒子在匀强磁场中运动规律1 1、物理方法:、物理方法:2、轨道半径:、轨道半径:R=mv/qB3、周期:、周期:T=2m/qB1、带电粒子在磁场中(、带电粒子在磁场中(vB)只受洛仑兹力,只受洛仑兹力,粒子做粒子做匀速圆周匀速圆周 运动运动 。第3页二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹方法二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹方法一、带电粒子在匀强磁场中运动规律一、带电粒子在匀强磁场中运动规律1 1、物理方法:、物理方法:2 2、物理和几何方法:、物理和几何方法:作出
3、带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力,沿其方向作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力,沿其方向延长线交点确定圆心,从而确定其运动轨迹。延长线交点确定圆心,从而确定其运动轨迹。2、轨道半径:、轨道半径:R=mv/qB3、周期:、周期:T=2m/qB1、带电粒子在磁场中(、带电粒子在磁场中(vB)只受洛仑兹力,只受洛仑兹力,粒子做粒子做匀速圆周匀速圆周 运动运动 。第4页2 2、物理和几何方法、物理和几何方法例例2 2:如图所表示,在:如图所表示,在y0y0区域内存在匀强磁场,磁区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于场方向垂直于xyxy平面并指向纸面外,磁感应强度为平面并指向纸面外,磁感应强度为B
4、B。一带正电粒子以速度。一带正电粒子以速度v v0 0从从O O点射入磁场,入射方点射入磁场,入射方向在向在xyxy平面内,与平面内,与x x轴正向夹角为轴正向夹角为。若粒子射出。若粒子射出磁场位置与磁场位置与O O点距离为点距离为L L,求该粒子电量和质量之比,求该粒子电量和质量之比q/mq/m。解:解:由几何知识:由几何知识:粒子运动半径:粒子运动半径:r=L/2sin粒子运动半径:粒子运动半径:r=mv/qB由上两式可得粒子荷质比:由上两式可得粒子荷质比:q/m=2mvsin/BL作出粒子运动轨迹如图。作出粒子运动轨迹如图。设设P点为出射点。点为出射点。第5页二、确定带电粒子在磁场中运动
5、轨迹方法二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹方法一、带电粒子在匀强磁场中运动规律一、带电粒子在匀强磁场中运动规律1 1、物理方法:、物理方法:3 3、几何方法:、几何方法:2 2、物理和几何方法:、物理和几何方法:作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力,沿其方向作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力,沿其方向延长线交点确定圆心,从而确定其运动轨迹。延长线交点确定圆心,从而确定其运动轨迹。作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力,沿其方向延作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力,沿其方向延长线与圆周上两点连线中垂线交点确定圆心,从而确定其运长线与圆周上两点连线中垂线交点确定圆心,从而确定其运动
6、轨迹。动轨迹。2、轨道半径:、轨道半径:R=mv/qB3、周期:、周期:T=2m/qB1、带电粒子在磁场中(、带电粒子在磁场中(vB)只受洛仑兹力,只受洛仑兹力,粒子做粒子做匀速圆周匀速圆周 运动运动 。第6页例例3 3:一带电质点,质量为:一带电质点,质量为m m、电量为、电量为q q,以平行于,以平行于OxOx轴速度轴速度v v从从y y轴上轴上a a点射入图中第一象限所表示区点射入图中第一象限所表示区域,为了使该质点能从域,为了使该质点能从x x轴上轴上b b点以垂直于点以垂直于OxOx轴速轴速度度v v射出,可在适当地方加一个垂直于射出,可在适当地方加一个垂直于OxyOxy平面、平面、
7、磁感应强度为磁感应强度为B B匀强磁场,若此磁场仅分布在一个匀强磁场,若此磁场仅分布在一个圆形区域内,试求这个圆形磁场区域最小半径圆形区域内,试求这个圆形磁场区域最小半径(重力忽略不计)。(重力忽略不计)。3 3、几何方法、几何方法第7页3 3、几何方法、几何方法解:解:质点在磁场中作圆周运动,质点在磁场中作圆周运动,半径为:半径为:R=mv/qB 连接连接MN,所求最小磁场区域应以,所求最小磁场区域应以MN为直径圆形区域。为直径圆形区域。故所求磁场区域最小半径为:故所求磁场区域最小半径为:R=MN/2=R2+R22=2 R2=2mv2qB 过过P点作角点作角aPb角平分线,角平分线,然后在角
8、然后在角aPb平分线上取一平分线上取一点点O,以,以O为圆心,以为圆心,以R为半径为半径作圆与作圆与aP和和bP分别相切于分别相切于M点点和和N点点,粒子运动迹为粒子运动迹为MN一段圆弧。一段圆弧。过过a、b两点分别作平行两点分别作平行x轴轴和和y轴平行线且交于轴平行线且交于P点;点;P第8页二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹方法二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹方法一、带电粒子在匀强磁场中运动规律一、带电粒子在匀强磁场中运动规律1 1、物理方法:、物理方法:3 3、几何方法:、几何方法:2 2、物理和几何方法:、物理和几何方法:作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力,沿其方向作出带电粒子在磁场
9、中两个位置所受洛仑兹力,沿其方向延长线交点确定圆心,从而确定其运动轨迹。延长线交点确定圆心,从而确定其运动轨迹。作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力,沿其方向延作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力,沿其方向延长线与圆周上两点连线中垂线交点确定圆心,从而确定其运长线与圆周上两点连线中垂线交点确定圆心,从而确定其运动轨迹。动轨迹。圆周上任意两点连线中垂线过圆心圆周上任意两点连线中垂线过圆心圆周上两条切线夹圆周上两条切线夹角平分线过圆心角平分线过圆心过切点作切线垂线过圆心过切点作切线垂线过圆心2、轨道半径:、轨道半径:R=mv/qB3、周期:、周期:T=2m/qB1、带电粒子在磁场中(、带电
10、粒子在磁场中(vB)只受洛仑兹力,只受洛仑兹力,粒子做粒子做匀速圆周匀速圆周 运动运动 。第9页二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹方法二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹方法一、带电粒子在匀强磁场中运动规律一、带电粒子在匀强磁场中运动规律1 1、物理方法:物理方法:3 3、几何方法:几何方法:2 2、物理和几何方法:物理和几何方法:作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力,沿其方向作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力,沿其方向延长线交点确定圆心,从而确定其运动轨迹。延长线交点确定圆心,从而确定其运动轨迹。作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力,沿其方向延作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力
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