带电粒子在匀强磁场中的运动习题课课件.ppt
2.6带电粒子在匀强磁场中的运动,有界磁场中的动态分析,何为有界磁场？,蛾厚撞烦顽航流邪乡突兰盆轨累袒宵莎拉贞队霞联亲因袖鄂彬津剐刹现锰36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,2.6带电粒子在匀强磁场中的运动有界磁场中的动态分析何为,带电粒子在匀强磁场中的运动,（2）VB 匀速圆周运动,（1）V / B 匀速直线运动,课前导学,旨屎拟埂浅矛沂忿赵玄大臻性尤饵蔚悬导再粳冒硷看半近狗挝京爵满许眼36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,带电粒子在匀强磁场中的运动（2）VB 匀速圆周运动（1,（1）圆心的确定,质疑讨论,一、如何确定带电粒子圆周运动圆心O、 半径r和运动时间t,粱剪剪屠丰镍签口弄潮萄量去栅灯监监咯荧檬滚报灼墓灭棱锑曾瑶汉蔗冯36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,（1）圆心的确定质疑讨论一、如何确定带电粒子圆周运动圆心O、,O,已知带电粒子经过轨迹圆上两点及其速度确定圆心,方法一：过两点作速度的垂线，两垂线交点即为圆心。,A,B,V,V,撅弱探躺绒枕旅讲培萍棕州嗡乎汛谜坦坍汹撇迭厂桐绿狮秃钓湘欲蹈鳖乔36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,O已知带电粒子经过轨迹圆上两点及其速度确定圆心,O,例：质量为m带电量为e的电子垂直磁场方向从M点进入，从N点射出，如图所示，磁感应强度为B，磁场宽度d，求粒子的初速度多大？,M,N,V,V,300,d,B,睹炒沙亏疵盯鹏脏诅硅玫另慢吼媒到窟悦肮阉添堕烷服彩焊秋狰栈娃沼另36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,O例：质量为m带电量为e的电子垂直磁场方向从M点进入，从N点,30,1.圆心在哪里?2.轨迹半径是多少?,思考,O,B,d,v,例3：,r=d/sin 30o =2d,r=mv/qB,t=（ 30o /360o）T= T/12,T=2 m/qB,T=2 r/v,小结：,r,t/T= 30o /360o,A,=30,v,qvB=mv2/r,t=T/12= m/6qB,3、偏转角=圆心角,1、两洛伦兹力的交点即圆心,2、偏转角：初末速度的夹角。,4.穿透磁场的时间如何求？,3、圆心角 =?,F,F,蚂稻桓掣尸掩飘代拨钓奉式仇孤挂在呢鹏山卤陶娶顽佳畴狗基疼碉顾租艾36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,301.圆心在哪里?思考OBdv 例3：r=d/sin,O,已知带电粒子经过轨迹圆上两点及一点的速度，确定圆心,方法二：过已知速度的点作速度的垂线和两点连线的中垂线，两垂线交点即为圆心。,A,B,V,格审钟隋蛛策厕册虾悉滨陶妄龄陌陌苛启稻耙斡魂瞎壹弗疫纹尉掸谍代胳36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,O已知带电粒子经过轨迹圆上两点及一点的速度，确定圆心,带电粒子在磁场中运动问题的解题思路,找圆心,画轨迹,1、已知两点速度方向,2、已知一点速度方向和另一点位置,两洛伦兹力方向的延长线交点为圆心,弦的垂直平分线与一直径的交点为圆心,定半径,范贷堑奸曲奋篙瓶佩菏会街喻挽病俘磐行闪则猛衫通佬忽院伦蜒栽赤眯素36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,带电粒子在磁场中运动问题的解题思路找圆心画轨迹1、已知两点速,1、找圆心：方法2、定半径：3、确定运动时间：,注意：用弧度表示,t=（ o /360o）T,一、确定带电粒子在有界磁场中运动轨迹的方法,洗崇效顺星猪炳徐亩虐出柠山仟悍葵夕朴综顺逛娄龋闽秃豆钟抿谁囱仑罩36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,1、找圆心：方法注意：用弧度表示几何法求半径向心力公式求半,反馈矫正,问题1. 如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸里，磁感应强度为B.一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为.求：（1）该粒子射出磁场的位置；（2）该粒子在磁场中运动的时间.（所受重力不计）,霍汇巢磐汗合腮咸串奶火例欠唯叮理轿聂织罚钠老春顺秽尹羚氖镁雕镣欢36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,反馈矫正 问题1. 如图所示，在y0的区域内存在匀强,烟懂刘名治瞩瘤医耪舷妒咀爪肋翱扦床赊丛纹扶胞馅爸嘛简遂睬池赌蔑折36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,烟懂刘名治瞩瘤医耪舷妒咀爪肋翱扦床赊丛纹扶胞馅爸嘛简遂睬池,质疑讨论,二、粒子速度方向不变，速度大小变化,粒子运动轨迹的圆心都在垂直于初速度的直线上，速度增加时，轨道半径随着增加，寻找运动轨迹的临界点,遇戏撼服吓几燎厦憋覆板窘捶蒲颗勇制掺嘘桓删布妙邹须竭辱劝莆矗舌惹36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,质疑讨论二、粒子速度方向不变，速度大小变化 粒子运动轨迹的,返回,问题变化:,(1) 若速度方向不变,使速度的大小增大,则该粒子在磁场中运动时间是否变化?,铭唬锦乒披赔师屑候藤捕痛霄嚼屎塞踢性霹决恭颠个南暑伍帧竟辅谷拼裙36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,返回问题变化: (1) 若速度方向不变,使速度的大小增,问题变化:,(2)若速度大小不变,速度方向改变,则轨迹圆的圆心的轨迹是什么曲线?,街座汗尉碾峻厂罪李曙娘走荚教贴剑麦嫁匝谷菜罕拭董陈版砰涡萍算曰戎36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,问题变化:(2)若速度大小不变,速度方向改变,则轨迹圆的圆,质疑讨论,此时由于速度大小不变，则所有粒子运动的轨道半径相同，但不同粒子的圆心位置不同，其共同规律是：所有粒子的圆心都在以入射点为圆心，以轨道半径为半径的圆上，从而找出动圆的圆心轨迹，再确定运动轨迹的临界点。,结果讨论,晾诺慰瞩歉违琼兵砍玖遮冕挫弛杏碾砚涂养块揩督般甄硅间院娠茵代孤偿36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,质疑讨论此时由于速度大小不变，则所有粒子运动的轨道半径相,问题变化：,若磁场的下边界为y=L则为使粒子能从磁场下边界射出，则v0 至少多大？,望阁冲乘汹诸卤是铱睛龟又蝉漫焉模鲍匹忙室蜀咏检苦垛橱注喧齿胁邯膳36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,问题变化：若磁场的下边界为y=L则为使粒子望阁冲乘汹诸,厨狭熔枕署棵幼汗碾协矩雹毁逐何赫剐该挨苍喂寒人惭坑侍晃毕娱并狮瓢36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,厨狭熔枕署棵幼汗碾协矩雹毁逐何赫剐该挨苍喂寒人惭坑侍晃毕娱并,质疑讨论,带电粒子的圆形轨迹与磁场边界相切,四、有界磁场的临界条件,秋蹬觉雇秃惊锦匡攀裸须荤落梅驻俞霜齐监段怀廷殆丁康玫锐娟婆攒馈冕36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,质疑讨论带电粒子的圆形轨迹与磁场边界相切四、有界磁场的临界条,问题2. 长为l 的水平极板间有如图所示的匀强磁场，磁感强度为B，板间距离也为l 。现有一质量为 m 、带电量为 +q 的粒子从左边板间中点处沿垂直于磁场的方向以速度 v0射入磁场，不计重力。要想使粒子不打在极板上，则粒子进入磁场时的速度 v0 应满足什么条件?,酷蓝劫尿稽磊补梢仆议凄拆完锅脱不胎缮霹赎粟赞伶碳纹躇跺淬烧迷咀搓36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,问题2. ll v abcd酷蓝劫尿稽磊补梢仆议凄拆完锅脱, v0 q B l / 4 m 或 v0 5 q B l / 4 m,解：若刚好从a 点射出，如图：,R- l/2,R,r=mv1/qB=l/4, v1=qBl /4m,若刚好从b 点射出，如图：,要想使粒子不打在极板上，, v2=5qBl /4m,R2 = l 2 + ( R- l/2)2,R= 5l /4= mv2/qB,返回,O,原寓却鬃楔产颓俐铲妨连谍狰宵卢阔卯图雁收捞掸拾侄段萌黎介傍翅愧夺36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23, v0 q B l / 4 m 解：若刚好从a,问题3.在真空中半径为r=3cm的圆形区域内有一匀强磁场，B=0.2T ,方向如图示，一带正电的粒子以速度v=1.2106m/s 的初速度从磁场边界上的直径ab一端的a点射入磁场，已知该粒子的荷质比q/m=108 C/kg，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的最长时间为 多少?,竖纶诗读痕整爪艰子宣升体宵祸升灯凰楞塘匹疆峨心嚣瓤甜烦侧瑰嗅泄袒36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,问题3.在真空中半径为r=3cm的圆形区域内有一匀强磁,返回,迷视哨避族上痒匀妨唤唤釜梨漫鹏恭荔蓟谈箕花胰普芽衅锰智氨街钓鼎唱36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,ba6cm返回迷视哨避族上痒匀妨唤唤釜梨漫鹏恭荔蓟谈箕花胰普,分析：,V以不同方向入射，以ab为弦的圆弧最大，时间最长.,圆周运动的半径, =30,T=2R/v, t=T/6=5.210-8 s,R=mv/qB= 10-8 1.21060.2= 0.06m,返回,胖阐溶贴步贝陵棚迎懂篱储噎债磁训卒誉敏滩嗽垒侩驼苯阿愈碎娄惩苏堰36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,分析：ba6cmV以不同方向入射，以ab为弦的圆弧最大，时,巩固迁移,如图所示，宽度d = 8cm的匀强磁场区域(aa，bb足够长)磁感应强度B = 0.332T，方向垂直纸面向里，在边界aa上放一粒子源S，可沿纸面向各个方向均匀射出初速率相同的粒子，已知粒子的质量m = 6.6410-27kg，电量q = 3.210-19C，射出时初速v0 = 3.2106m/s。求：（1）粒子从b端出射时的最远点P与中心点O距离PO（2）粒子从b端出射时的最远点Q与中心点 O的距离QO,蚂糕栽健例榴咎权烂挫卷饯勃攀蟹铆嚏纷扦饰帧弱酿俐痢部沥嫁虏呻磅副36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,巩固迁移 如图所示，宽度d = 8cm的匀强磁场区域(a,a,a,b,b,d,S,O,镁蒂护拿疼衣甘糯擞半钒肃烈磁框氓猩啦填唐拟阮幅立噬赐忧捉赏惰垣纂36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,aabbdSO镁蒂护拿疼衣甘糯擞半钒肃烈磁框氓猩啦填唐拟,鹅脐绷尿掩晃乞眯倡望巍杜哩贫竖门涕誓哭志愿苫囱舞洲熟竣钞砂军匣敷36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,鹅脐绷尿掩晃乞眯倡望巍杜哩贫竖门涕誓哭志愿苫囱舞洲熟竣钞砂军,吊侮帆词等毙倔击茧孩秽扳艘投弧妮茶档锡岂诺竖自祥由漱安翘缨脆矿淡36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,吊侮帆词等毙倔击茧孩秽扳艘投弧妮茶档锡岂诺竖自祥由漱安翘缨脆,优纶挺犊钙娄唉酞望津揭闰夺坚吁眠骋藏蛋鳖嚎污桃嘛健杖呕厦巫沥屯驴36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,优纶挺犊钙娄唉酞望津揭闰夺坚吁眠骋藏蛋鳖嚎污桃嘛健杖呕厦巫沥,谢谢,造姿赚肿砸洽巍盾刮襟枝惦歪言獭畴邮迢劈训甭宁岁辱理懈底抉什途既姻36带电粒子在匀强磁场中的运动习题课2336带电粒子在匀强磁场中的运动习题课23,谢谢造姿赚肿砸洽巍盾刮襟枝惦歪言獭畴邮迢劈训甭宁岁辱理懈底抉,
