3.6带电粒子在混合场中运动选读.pptx

;一、带电粒子在有界磁场中的运动;2.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运 动问题分析： (1)圆心的确定：①入、出方向 的交 点；②入或出方向 与弦的 的 交点. (2)半径的确定：利用几何知识解直角三角形.做题时一定要作好辅助线，由圆的半径和其他几何边构成直角三角形.注意圆心角α等于粒子速度转过的偏向角φ，且等于弦切角θ的2倍，如图1所示，即φ＝α＝2θ.;3.几个有用的结论： (1)粒子进入单边磁场时，进、出磁场具有对称性，如图2(a)、(b)、(c)所示. (2) 在圆形磁场区域内，沿径向射入的 粒子，必沿径向射出，如图(d)所示. (3)当速率一定时,粒子运动的弧长越长, 圆心角越大，运动时间越长.;例1 在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆 形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向 垂直于纸面向里的匀强磁场，如图3所示.一 个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的 交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，它恰 好从磁场边界与y轴的交点C处沿＋y方向飞出. (1)请判断该粒子带何种电荷，并求出其荷质比 ；;(2)若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B′，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B′多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？;二、带电粒子在有界磁场中运动的临界问题;例2 真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图4所示，MN、PQ是磁场的边界.质量为m、电荷量为＋q的粒子沿着与MN夹角为θ＝30°的方向垂直射入磁场中，粒子刚好没能从PQ边界射出磁场(不计粒子重力的影响)，求粒子射入磁场的速度大小及在磁场中运动的时间.;;一带电质点，质量为m，电量为q,以平行于Ox轴的速度v从y轴上的a点射入图7所示的第一象限区域，为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于Ox轴的速度v射出，可在适当的地方加一个垂直于xy平面、磁感应强度为B的匀强磁场，若此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求这圆形磁场区域的最小半径，重力忽略不计. ;三、带电粒子在叠加场或组合场中的运动;例3　一带电微粒在如图5所示的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，求： (1)该带电微粒的电性？ (2)该带电微粒的旋转方向？ (3)若已知圆的半径为r，电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B，重力加速度为g，则线速度为多大？ ;温馨提示：有洛伦兹力的圆周运动一定是匀速圆周运动;例4 如图6所示，在x轴上方有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E.一质量为m、电荷量为－q 的粒子从坐标原点沿着y轴正方向射出， 射出之后，第三次到达x轴时，它与点O 的距离为L，求此粒子射出时的速度v的 大小和运动的总路程s(重力不计).;如图所示的空间分布Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，各边界面相互平行，Ⅰ区域存在匀强电场，电场强度E＝1.0×104 V/m，方向垂直边界面向右．Ⅱ、Ⅲ区域存在匀强磁场，磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里，磁感应强度分别为B1＝2.0 T、B2＝4.0 T．三个区域宽度分别为d1＝5 m、d2＝d3＝6.25 m，一质量m＝1.0×10－8 kg、电荷量q＝1.6×10－6 C的粒子从O点由静止释放，粒子的重力忽略不计．求： (1)粒子离开Ⅰ区域时的速度大小v； (2)粒子在Ⅱ区域内运动时间t； (3)粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的 夹角α. ;练习1.(带电粒子在有界磁场中的运动)如图7是荷质比相同的a、b两粒子从O点垂直匀强磁场进入正方形区域的运动轨迹，则(　　 ) A.a的质量比b的质量大 B.a带正电荷、b带负电荷 C.a在磁场中的运动速率比b的大 D.a在磁场中的运动时间比b的长;图8;练习3.(带电粒子在组合场中的运动)如图9所示，一个静止的质量为m、电荷量为q的粒子(重力忽略不计)，经加速电压U加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打到P点，OP＝x，能正确反映x与U之间关系的是(　　);练习4.(带电粒子在叠加场中的运动)如图10所示，平行板间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场，重力不计的带电粒子沿平行于极板方向从左侧射入，从右侧离开场区时动能比初动能小了些，为了使它离开场区时的动能比初动能大，可以(　　) A.增大粒子进入场区时的初速度 B.改变带电粒子的带电性质 C.减小磁场的磁感应强度 D.增加两板间的电压