带电粒子在匀强磁场中的圆周运动剖析.ppt

同 学 们 好 例9.如图中，圆形磁场区域有理想边界，半径为R，磁感应强度为B．一质子(质量为m，电量为e)沿圆心方向射入磁场，离开磁场时的方向与射入方向的夹角为120°，则质子通过磁场所用的时间为多少？ 例10.电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的．电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示．磁场方向垂直于圆面．磁场区的中心为O，半径为r．当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点．为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？ ．如图，ABCD是边长为的正方形。质量为、电荷量为的电子以大小为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。 3、带电粒子在有界磁场中运动的临界问题的处理方法 [思路点拨]　由于带电粒子进入磁场时的速率是相同的，所以粒子运动轨迹的圆周半径是相同的，所以可将圆周以S点为转轴进行旋转平移，从而可确定出粒子打中区域的最远端和最近端。 O A C 例1.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，宽为d的匀强磁场中，穿过磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°，求： （1）电子的质量； （2）电子穿过磁场所用的时间。 例2.如图所示，在x 0的区域内存在着垂直于xoy平面的匀强磁场B，磁场的左边界为x = 0，一个带电量为q = +1.0×10-17 C、质量为m = 2.0×10-25 kg的粒子，沿着x轴的正方向从坐标原点O射入磁场，恰好经过磁场中的P点，P点的坐标如图所示，已知粒子的动能为Ek = 1.0×10-13 J（不计粒子重力）求： （1）匀强磁场的磁感强度方向及其大小； （2）粒子在磁场中从O点运动到y轴的时间 C D B v α 例3.如图所示，在B=9.1×10-4T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=30°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=9.1×10-31kg， 电量e=1.6×10-19C) 8.0?106m/s 6.5?10-9s O × α 例4.如图所示，一带正电粒子质量为m，带电量为q，从隔板ab上一个小孔P处与隔板成45°角垂直于磁感线射入磁感应强度为B的匀强磁场区，粒子初速度大小为v，则 (1)粒子经过多长时间再次到达隔板？ (2)到达点与P点相距多远？(不计粒子的重力） a b P v 45° O 一．带电粒子在单直线边界磁场中的运动 例 5.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？在磁场中运动的时间差是多少？ M N B O v 答案为射出点相距 时间差为 关键是找圆心、求半径和用对称。 例6．如图所示，在第Ⅰ象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率沿与ｘ轴成30°角的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为______；它们离开磁场时的速度方向互成________角。 一．带电粒子在单直线边界磁场中的运动 例7．如图，MN是一荧光屏，当带电粒子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光。MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。P为屏上的一小孔，PQ与MN垂直。一群质量为m、带电荷量q的粒子（不计重力），以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场方向射入磁场区域，且分布在与PQ夹角为θ的范围内，不计粒子间的相互作用。则在荧光屏上将出现一个条形亮线，其长度为？ B θ θ Q P M N ……① x x S Q B θ θ P 例8．如图,在一水平放置的平板MN上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里,许多质量为m,带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域,不计重力,不计粒子间的相互影响.下列图中阴影部分表示带 电粒子可能经过的区域,其中R=mv/qB. 哪个图是正确的? M N B O 2R R 2R M N O 2R R 2R M N O 2R 2R 2R M N O R 2R 2R M N O D. A. B. C. 解： 带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由