37带电粒子在有界磁场中运动概述.ppt

强调一下圆周运动中的有关对称规律 1、如从同一边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等 六、带电粒子在磁场中运动的多解问题 带电粒子的电性不确定形成多解 受洛仑兹力作用的带电粒子,可能带正电荷,也可能带负电荷,在相同的初速度下,正、负粒子在磁场中的轨迹不同，导致形成双解。 S 反馈练习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 ，有一个点状的 放射源S，它向各个方向发射 粒子， 粒子的速度都是 ，已知 粒子的电荷与质量之比 ，现只考虑在图纸平面中运动的 粒子，求ab上被 粒子打中的区域的长度。 2RL=16cmR R=mv/qB=10cm * 1、找圆心：方法 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 向心力公式求半径 利用v⊥R 利用弦的中垂线 t=（θ o /360o）T 复习：带电粒子在有界磁场中运动轨迹 练习、如图所示，两个相同的带电粒子，不计重力，同时从A孔沿AD方向射入一正方形空腔的匀强磁场中，它们的轨迹分别为a和b，则它们的速率和在空腔里的飞行时间关系是（ ） A．v a = v b , t a t b B．v a v b , t a t b C．v a v b , t a = t b D．v a v b , t a t b D A × × × × × × × × × × × × C B × × × × × × × × × × × × × × a b B C D B v α 例1、如图，在B=9.1x10-4T的匀强磁场中，C、D是垂直于磁场方向的同一平面上的两点，相距d=0.05m。在磁场中运动的电子经过C点时的速度方向与CD成α=300角，并与CD在同一平面内，问： (1)若电子后来又经过D点，则电子的速度大小是多少？ (2)电子从C到D经历的时间是多少？(电子质量me=9.1x10-31kg，电量e=1.6x10-19C) 8.0x106m/s 6.5x10-9s 一、带电粒子在无界磁场中的运动 练习1：氘核和α粒子，从静止开始经相同电场加速后，垂直进入同一匀强磁场作圆周运动.则这两个粒子的动能之比为多少？轨道半径之比为多少？周期之比为多少？ 解：（1） （2） （3） 例2、 如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？ M N B O v 答案为射出点相距 时间差为 关键是找圆心、找半径和用对称。 二、带电粒子在半无界磁场中的运动 练习2、如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电的粒子质量m、电量q，若它以速度v沿与虚线成300、900、1500、1800角分别射入，请你作出上述几种情况下粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。 入射角300时 入射角900时 入射角1500时 粒子在磁场中做圆周运动的对称规律（记下）：从同一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。 例3：如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向如图，磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v从O点射入磁场，入射方向在xoy平面内，与x轴正向的夹角为θ。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求该粒子的比荷q/m。 x y o p θ v θ θ v θ 入射速度与边界夹角=出射速度与边界夹角 x O P θ v θ θ v θ θ y A y 解析: 设粒子进入磁场做圆周运动的半径为R, 在RtΔPOA中,PO=L, PA=2R,则 x O P θ v θ θ v θ θ A 3、经历时间由 得出。 三、穿过双边界磁场区。 R O B v L y 1、偏转角由sinθ=L/R求出。 2、侧移由 R2=L2 - (R-y)2 解出。 θ θ d B e θ v 例3如图所示，一束电子（电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场，穿出磁场时的速度方向与原来入射方向的夹角θ=30°。求 : (1) 电子的质量m=? (2) 电子在磁场中的运动时间t=? O θ r s 30° 1.圆心在哪里? 2.轨迹半径是多少? O B d v r=d/sin 30o =2d r=mv/qB t=（ 30o /360o）T= T/12 T=2