带电粒子在有界磁场中运动8(好好).ppt

带电粒子在有界磁场中的运动 简单回顾 3.带电粒子在“单边磁场区域”中的运动 v ……以速率 v 沿纸面各个方向由小孔O射入磁场 v v v 4.带电粒子在“矩形磁场区域”中的运动 小结 作业 （1）由题可知，粒子不可能直接由Ｏ点经半个圆周偏转到点，其必在圆周运动不到半圈时离开磁场区域后沿直线运动到点。可知，其离开磁场时的临界点与Ｏ点都在圆周上，到圆心的距离必相等。如图2，过点逆着速度的方向作虚线，与轴相交，由于粒子在磁场中偏转的半径一定，且圆心位于轴上，距O点距离和到虚线上点垂直距离相等的 点即为圆周运动的圆心。 四．带电粒子在矩形边界磁场中的运动 o B d a b c θ B 圆心在磁场原边界上 圆心在过入射点跟速度方向垂直的直线上 ①速度较小时粒子作半圆运动后从原边界飞出；②速度在某一范围内时从侧面边界飞出；③速度较大时粒子作部分圆周运动从对面边界飞出。 ①速度较小时粒子做部分圆周运动后从原边界飞出；②速度在某一范围内从上侧面边界飞；③速度较大时粒子做部分圆周运动从右侧面边界飞出；④速度更大时粒子做部分圆周运动从下侧面边界飞出。 量变积累到一定程度发生质变，出现临界状态（轨迹与边界相切） 练习1、如右图所示，在边界为AA‘、DD狭长区域内，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，磁场区域宽为d,电子枪S发射质量为m,电量为e的电子。当电子枪水平发射时，在DD 右侧发现了电子。当电子枪在竖直平面内运动到某一位置时，刚好在左侧发现了电子。试画出电子在磁场中运动的轨迹并计算该电子在边界AA的射入点和射出点间的距离。（电子入射速率均为v0） d D A A D v0 S θ 临界问题 d D A A D v0 S θ 请仔细观察并思考: 1.电子以相同大小不同方向的速度进入磁场之后的运动轨迹如何? 当同种粒子的射入速度大小确定而方向不确 定时，所有不同方向射入的粒子的轨迹圆是一样大的，只是位置绕入射点向粒子运动方向发生了旋转! 3.哪个电子刚好越不过DD ? 2.它们的圆心位置有什么特点? F d A D D s E O Q r P F 设电子从T点飞出 AA, ST长度即为所求. T 解析: 在ΔSHT中, H 答案: O 例4、长为L的水平板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如右图所示，磁感应强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的正电荷(不计重力)，从左边板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使它不打在板上，可采用的办法是： A．使粒子的速度vBqL/4m； B．使粒子的速度v5BqL/4m； C．使粒子的速度vBqL/m； D．使粒子速度BqL/4mv5BqL/4m L L r1 v +q v2 v1 练习2 如下图所示，两块长度均为5d的金属板相距d，平行放置，下板接地，两极间有垂直只面向里的匀强磁场，一束宽为d的电子束从两板左侧垂直磁场方向射入两极间，设电子的质量为m，电量为e，入射速度为v0，要使电子不会从两极间射出，求匀强磁场的磁感应强度B应满足的条件。 5d v0 d v0 思考: 1.假设空间磁场无界,各电子的运动轨迹怎样? 2. 此时哪个电子最有可能从右侧飞出? 等圆 所有电子运动的轨迹圆心在 * 1.带电粒子在匀强磁场中 运动( ),只受洛伦兹 力作用,做 . 2.洛伦兹力提供向心力: 半径: 一、带电粒子在匀强 磁场中的运动规律 周期: 匀速圆周运动 o v F - 二、带电粒子在磁场中运动问题的解题思路 找圆心 画轨迹 已知两点速度方向 已知一点速度方向和另一点位置 两洛伦兹力方向的延长线交点为圆心 弦的垂直平分线与一直径的交点为圆心 v1 O v2 A B v1 A B O 关注两类典型问题 1.带电粒子在有界磁场中做圆弧运动； 2.带电粒子在磁场中运动时的一些临界问题的讨论 O B S V 解：经过分析可知，OS 的距离即为粒子做圆周运动的直径。 即 1.带电粒子在“单边磁场区域”中的运动 例1：一个负粒子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中(如图1).磁感应强度B的方向与粒子的运动方向垂直,并垂直于图1中纸面向里.求粒子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离. 例2、如图所示，在x轴上方有匀强磁场B，一个质量为m，带电量为-q的的粒子，以速度v从O点射入磁场，?角已知，粒子重力不计，求 (1)粒子在磁场中的运动时间 (2)粒子离开磁场的位置. × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × θ O × × × × × × × × ×