高三复习磁场对运动电荷的作用.ppt

应用：质谱仪 磁流体发电机 如图所示，等离子喷入磁场区域，磁场区域中有两块金属板A和B，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板产生电势差．最大电势差可达 (B为磁感应强度，d为两板间距，v为喷射速度)． 如图，在阴极射管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会(　　) 　　A.向上偏转 B.向下偏转 　　C.向纸内偏转 D.向纸外偏转 　　　　　带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹。如图所示是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里。该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是 电子自静止开始经M、N板间 （两板间的电压为U）的电场加速 后从A点垂直于磁场边界射入宽度 为d的匀强磁场中，电子离开磁场 时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示。 （1）正确画出电子由静止开始直至离开匀强磁场时的轨迹图;（用尺和圆规规范作图） （2）求匀强磁场的磁感应强度B。（已知电子的质量为m，电荷量为e） 解：（1）作电子经电场和磁 场中的轨迹图，如图所示 (2)设电子在M、N两板间经 电场加速后获得的速度为v, 由动能定理得 eU= mv2 ① 电子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r,则 evB=m ② 由几何关系得r2=(r-L)2+d2 ③ 联立求解①②③式得B=   　　　　　　　　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，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，并求出其比荷q/m； （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？ 解：（1）由几何知识知带电粒子在磁场中运动的半径为R=r，则有：qvB=mv2/r 　 解得：q/m＝v/Br 如图16（a）所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘N1、N2构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为L，盘上各开一狭缝，两狭缝夹角可调（如图16（b））；右为水平放置的长为d的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度为B.一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N1，能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场。 O到感光板的距离为，粒子电荷量为q,质量为m,不计重力。 若两狭缝平行且盘静止（如图16（c）），某一粒子进入磁场后，数值向下打在感光板中心点M上，求该粒子在磁场中运动的时间t; 若两狭缝夹角为θ0，盘匀速转动，转动方向如图16（b）.要使穿过N1、N2的粒子均打到感光板P1、P2连线上，试分析盘转动角速度ω的取值范围（设通过N1的所有粒子在盘转圈的时间内都能到达N2）。 解析:（1）粒子运动半径为??? ????????????????① 由牛顿第二定律?? ????????????????② 匀速圆周运动周期?? ????????????????③ 粒子在磁场中运动时间? ????????④ （2）如答图2。设粒子运动临界半径分别为R1和R2 ?????????????????????????????????? ⑤ ?????? ???????? ?⑥ ? 设粒子临界速度分别为 和 ，由②⑤⑥式，得 ?? ????????????????????????????⑦ ?????????????????????? ???⑧ 若粒子通过转盘，由题设可知 ?????????? ?????????????????????????????⑨ 联立⑦⑧⑨，得对应转盘的转速分别为 ????????????????????????? ⑩ ???????????????????????? ⑾ 粒子要打在感光板上，需满足条件 ? ???????????????????⑿  如右图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原