高中教学课件：动态圆处理磁场问题.pptx

用“动态圆”处理 带电粒子在磁场中的运动问题;一. 基础知识1.洛仑兹力;2、带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动;2)半径的确定;③运动时间的确定;3.带电粒子在不同边界磁场中的运动 a．直线边界(进出磁场具有对称性，如下图);如对着圆心来，必背离圆心去; 4. 求解临界问题要借助于半径R和速度v之间的约束关系进行动态轨迹分析，确定轨迹圆和边界的关系，寻找临界点，然后利用数学方法求解。常用结论： 1、刚好不出(穿出）磁场边界的条件是粒子在磁场中的运动轨迹与边界相切。 2、当速度一定时，弧长或弦长越长，圆周角越大，粒子在磁场中运动时间越长。 3、当速度变化时，圆周角大的运动时间越长。 4、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， 在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。; 二、动态圆三种基本情景;B; 三种基本情景;B;三种基本情景;;三种基本情景;1、如图，真空室内存在方向垂直纸面向里，大小B=0.6T的匀强磁场，内有与磁场方向平行的板ab，在距ab距离为l=16cm处，有一点状的放射源S向各个方向发射α粒子，α粒子的速度都是v=3.0×106 m/s，已知 α粒子的电荷与质量之比q/m= 5.0×107 C/kg ，现只考虑在图纸平面中运动的α粒子，求ab上被α粒子打中的区域的长度。;2．如图，电子源S能在图示纸面360°范围内发射速率相同的电子（质量为m，电量为e），M、N是足够大的竖直挡板，与S的水平距离OS＝L，挡板左侧是垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场。 （1）要使发射的电子能到达挡板，电子速度至少为多大？ （2）若S发射的电子速率为eBL/m时，挡板被电子击中的范围有多大？; 3.如图所示，A、B为水平放置的无限长平行板，板间距离为d，A板上有一电子源P，Q点为P点正上方B板上的一点，在纸面内从P点向Q点发射速度大小不限的电子，若垂直纸面向里方向加一匀强磁场，磁场感应强度为B，已知电子质量为m，电量为q，不计电子重力及电子间的相互作用力，且电子打到板上均被吸收，并转移到大地，求电子击在A、B两板上的范围？;;2．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? ;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,由小孔O射入磁场区域,由R=mv/qB,各个粒子在磁场中运动的半径均相同, 在磁场中运动的轨迹圆圆心是在以O为圆心、 以R=mv/qB为半径的1/2圆弧上,如图虚线示:各粒子的运动轨迹如图实线示:带电粒子可能经过的区域阴影部分如图斜线示;即时应用 ; 题型二：磁场三角形有界;;;;;;3．如图所示，在真空中半径r＝3.0×10－2 m的圆形区域内，有磁感应强度B＝0.2 T、方向如图所示的匀强磁场，一批带正电的粒子以初速度v0＝1.0×106 m/s，从磁场边界上直径ab的一端a沿着各个方向射入磁场，且初速度方向与磁场方向都垂直，该批粒子的比荷为q/m＝1.0×108 C/kg，不计粒子重力．求： 粒子在磁场中运动的最长时间． ;答案：(1)5.0×10－2 m　(2)6.5×10－8 s;;小结