带电粒子在匀强磁场中的运动市赛一等奖.ppt

§3、6 带电粒子在匀强磁场中的运动;一、只在洛伦兹力作用下，带电粒子在匀强磁场中的运动;实验验证：洛伦兹力演示仪;电子束的磁偏转 ; 带电粒子在汽泡室运动径迹的照片。有的粒子运动过程中能量降低，速度减小，径迹就呈螺旋形。;3、若v与B之间的夹角θ，则带电粒子的运动轨迹为？;二、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法;2、确定偏角;方法总结：①画轨迹②定圆心③求半径、时间;（一）单边界场;例2、如图示，m，q的粒子，不计重力，从A与边界成30°以速度v射入匀强磁场B，试求：（1）射出点和射入点之间的距离（2）在磁场中的运动时间;（二）双边有界场; 例4：垂直纸面向外的匀强磁场仅限于宽度为d的条形区域内，磁感应强度为B．一个质量为m、电量为q的粒子以一定的速度垂直于磁场边界方向从α点垂直飞入磁场区，如图所示，当它飞离磁场区时，运动方向偏转θ角．试求粒子在磁场中运动的时间t．;;（四）带电粒子在磁场中运动的多解问题;（五）动态圆分析法;一束带负电的粒子从同一点以相同的速率v0垂直进入于匀强磁场，初速方向不同：;;例2、 如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，PQ为该磁场的右侧边界线，磁场中有一点O，O点到PQ的距离为r。现从点O以同一速率将相同的带负电粒子向纸面内各个不同的方向射出，它们均做半径为r的匀速圆周运动，求带电粒子打在边界PQ上的范围（粒子的重力不计）。 ;三、重要应用; 容器A中含有电荷量相同而质量有微小差别的粒子，粒子经S1、S2两极间的电压U加速后由S3进入匀强磁场;（二）粒子加速器;如何使粒子获得更大的速度（能量）;改进办法：利用静电屏蔽，使用交流电源 ;直线加速器;回旋加速器;2、原理; 为使带电粒子不断得到加速，提供的电压应符合怎样的要求？;问题3：要提高加速粒子的最后能量，可以采取哪些措施？;问题4：D形盒的直径为D，粒子的最大动能;3、总结;四、带电体在复合场中的运动分析;问题分析：A、B、C是三只完全相同的带正电小球，从同一高度开始自由下落，A球穿过一个垂直纸面向内的匀强磁场；B球下落过程中穿过水平方向的匀强电场；C球直接落地。若不计空气阻力，试比较它们落地时间、落地速率的大小关系。;（一）组合场问题;（二）复合场中的直线运动;例2、小球（ m， q ）套在很长的绝缘直棒上，可在棒上滑动，将此棒竖直放在如图所示的匀强电场E和匀强磁场B中，动摩擦因数为μ，请定性描述小球的运动过程，并求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度。;若电场反向，情况如何？;（三）复合场中的曲线运动;例2、如图所示，小球（m，q）套在半径为R的光滑绝缘竖直环上，匀强电场和匀强磁场水平正交，已知小球所受电场力与重力的大小相等，磁感应强度B。在环顶端处无初速释放小球，小球的运动过程中所受的最大洛伦兹力？; 要使套在环上的小球能沿环做完整的圆周运动，只要能使小球通过环上的复合场的最高点D即可;例3、如图所示，直角坐标系Oy位于竖直平面内，在该空间内有一沿水平方向足够长的匀强磁场区域，磁场方向垂直于Oy平面向里，磁感应强度为B、磁场区域的上、下边界面距离轴的距离均为d，一质量为m、电荷量为q的带正电的微粒从坐标原点O沿方向发射。（1）若欲使该微粒发射后一直沿轴运动，求发射速度v0（2）若欲使发射后不从磁场区域的上界面飞出磁场，求发射速度允许的最大值v0m;讨论：§3、6 带电粒子在匀强磁场中的运动;一、只在洛伦兹力作用下，带电粒子在匀强磁场中的运动;实验验证：洛伦兹力演示仪;电子束的磁偏转 ; 带电粒子在汽泡室运动径迹的照片。有的粒子运动过程中能量降低，速度减小，径迹就呈螺旋形。;3、若v与B之间的夹角θ，则带电粒子的运动轨迹为？;二、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法;2、确定偏角;方法总结：①画轨迹②定圆心③求半径、时间;（一）单边界场;例2、如图示，m，q的粒子，不计重力，从A与边界成30°以速度v射入匀强磁场B，试求：（1）射出点和射入点之间的距离（2）在磁场中的运动时间;（二）双边有界场; 例4：垂直纸面向外的匀强磁场仅限于宽度为d的条形区域内，磁感应强度为B．一个质量为m、电量为q的粒子以一定的速度垂直于磁场边界方向从α点垂直飞入磁场区，如图所示，当它飞离磁场区时，运动方向偏转θ角．试求粒子在磁场中运动的时间t．;;（四）带电粒子在磁场中运动的多解问题;（五）动态圆分析法;一束带负电的粒子从同一点以相同的速率v0垂直进入于匀强磁场，初速方向不同：;;例2、 如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，PQ为该磁场的右侧边界线，磁场中有一点O，O点到PQ的距离为r。现从点O以同一速率将相同的带负电粒子向纸面内各个不同的方向射出，它们均做半径为r的匀速圆周运动，求带电粒子打在边界PQ上