带电粒子在有界磁场中的圆周运动.ppt

加 油 ，442 ! * 磁场第四节 带电粒子在有界磁场中的运动 处理方法回顾 　1、找圆心 　2、定半径 　3、确定运动时间 注意：θ用弧度表示 几何法求半径（勾股定理、三角函数） 向心力公式求半径（R= mv/qB） 利用v⊥R 利用弦的中垂线 两条切线夹角的平分线过圆心 2、带电粒子在有界磁场中的运动 关键把握：画轨迹，找圆心、半径、回旋角 (1)粒子在有界磁场中运动时，经常会有极值与临界问题出现。要认真审读题目中的关键字词，如“刚好”、“最大(小)”、“不离开”或者“不返回”等，由这些字词挖掘出隐含条件，注意“刚好穿出磁场边界”的条件通常是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切，这一解题必要条件通常是隐含的。 (2)画草图很重要，一定要先画出草图(画图要认真，不能随意乱画)。分析清楚粒子的运动情况，添辅助线，找出几何关系，并利用几关系找出要求的物理量与已知的物理量之间的关系。最后用相关的规律求解，这样可以事半功倍。 例1．如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场射入一速度方向跟ad边夹角为θ=30°，大小为v0带正电粒子。已知粒子的质量为m，电荷量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计。 （1）粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围 （2）如果带电粒子不受上述速度大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间。 θ a b d c o θ a b d c o o1 o2 很多同学认为临界条件为过a点，对吗？ 得 得 θ a b d c o θ1 θ2 θ3 θ1 θ2 θ3 θ1=3000 从ad边射出磁场的粒子运动时间相等吗？ 练习1．长为L，间距也为L的两平行金属板间有垂直向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B，今有质量为m、带电量为q的正离子从平行板左端中点以平行于金属板的方向射入磁场。欲使离子不打在极板上，入射离子的速度大小应满足的条件是 ( ) A. B. C. D. AB 1、正离子左端中点以平行于金属板的方向射入 审题 2、不打在极板上 例2．如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B=0.60T,磁场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行,在距ab的距离L=16cm处,有一个点状的放射源S,它向各个方向发射α粒子,α粒子的速度都是v=3x106 m/s,已知α粒子的电荷与质量之比q/m=5.0x107C/kg现只考虑在图纸平面中运动的α粒子,求ab上被α粒子打中的区域的长度. a b s P1 N P2 L 解:粒子带正电,故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动,用R表示轨道半径,有 粒子的运动轨迹如图，有 得 得 可见 变式：粒子改成负的呢？ a b s N L 练习2．如图所示，宽h=2cm的有界匀强磁场的纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内，现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r=5cm，则（ ） A右边界：-4 cmy4 cm有粒子射出 B右边界：y4 cm和y-4 cm有粒子射出 C左边界：y8 cm有粒子射出 D左边界：0y8 cm有粒子射出 AD 0/ 5cm 3cm 4cm 画轨迹，找圆心、半径、回旋角 解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动关键是： 小结：