带电粒子在圆磁场中的运动自用演示文稿

1、带电粒子在圆磁场中的运动自用演示文稿第一页，共二十一页。带电粒子在圆磁场中的运动自用第二页，共二十一页。带电粒子的垂直进入匀强磁场中，做匀速圆周运动1. 洛仑兹力提供向心力2. 轨道半径3. 周期带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动4. 在磁场中 的运动时间第三页，共二十一页。只受洛仑兹力作用下带电粒子的运动1. 当v/B时 ，FL=0。带电粒子的运动情况：匀速直线运动。IIBv第四页，共二十一页。只受洛仑兹力作用下带电粒子的运动vBqv-q，mB解决问题的关键是作图，作图的关键在于找到圆周运动的圆心O、半径r及转过的圆心角，充分利用圆中的几何关系、对称性等。 确定半径的方法：物理方法：几何方法

2、：勾股定理、余弦定理等2. 当vB时，FL=qvB带电粒子的运动情况：匀速圆周运动第五页，共二十一页。解决带电粒子在磁场中运动问题的基本方法： 解决带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的问题，物理情景非常简单，难点在准确描绘出带电粒子的运动轨迹。可以说画好了图就是成功的90%。因此基本方法是作图，而作图的关键是找轨迹圆的圆心、轨迹圆的半径、充分利用直线与圆、圆与圆相交（相切）图形的对称性。作图时先画圆心、半径，后画轨迹圆弧。在准确作图的基础上，根据几何关系列方程求解。第六页，共二十一页。例1 如图所示，有一质量为m=1.010-19kg，电荷量为q=1.010-12C的负电荷从A点以v=2104

3、m/s 的速度垂直射入磁感应强度为B=0.025T，宽度为d=4cm的匀强磁场中，则穿透磁场的时间是？ 第七页，共二十一页。例2 如图所示，有一质量为m=1.010-19kg，电荷量为q=1.010-12C的负电荷从A点以一定的速度垂直射入磁感应强度为B=0.025T，宽度为d= cm的匀强磁场中，从距A竖直距离3cm处的B点穿透磁场时。则穿透磁场的时间是？ AB第八页，共二十一页。 o方法二：利用一速度的垂线与弦的中垂线的交点即为圆心。第九页，共二十一页。例1如图所示，一束电子（电量为1.6*10-19）以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方

4、向成 夹角。则穿透磁场的时间是？ 第十页，共二十一页。 o方法三：利用两速度垂线的交点即为圆心。第十一页，共二十一页。 o方法四：利用速度的垂线与轨迹圆外接角的角平分线的交点找圆心第十二页，共二十一页。例3 如图所示，在垂直于坐标平面的方向有足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。一带正电荷量q的粒子，质量为m，从O点以某一速度垂直射入磁场，其轨迹与轴的交点A、C到O点的距离分别为a , b。试求： （1）初速度与x轴的夹角； （2）初速度的大小。AC0方法五：两条弦的垂直平分线的交点即为圆心。第十三页，共二十一页。AC0AC0AC的中点即为圆心先画轨迹圆后添加已知特征对象第十四页

5、，共二十一页。一、对称法 带电粒子如果从匀强磁场的直线边界射入又从该边界射出，则其轨迹关于入射点和出射点线段的中垂线对称，且入射速度方向与出射速度方向与边界的夹角相等（如图1）。 第十五页，共二十一页。一、对称法 带电粒子如果沿半径方向射入具有圆形边界的匀强磁场，则其射出磁场时速度延长线必过圆心（如图2）。利用这两个结论可以轻松画出带电粒子的运动轨迹，找出相应的几何关系。 第十六页，共二十一页。如图3所示，直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？ 第十七页，共

6、二十一页。如图5所示，在半径为r的圆形区域内，有一个匀强磁场。一带电粒子以速度v0从M点沿半径方向射入磁场区，并由N点射出，O点为圆心。当MON120时，求：带电粒子在磁场区的偏转半径R及在磁场区中的运动时间。第十八页，共二十一页。例4 如图所示，y轴右侧存在磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外（图中未画出）。一个质量为m，带电量为e的质子以速度v从O点沿y轴正方向射入匀强磁场区域。质子飞出磁场区域后，从b点处穿过x轴进入第四现象，速度方向与x轴正方向成30。不计质子的重力。画出质子运动的轨迹，并求出圆形匀强磁场区域的最小半径和最小面积。vyxm +qb Ov30求圆形磁场最小半径 :关键在于:找到射入点和射出点,并定圆心画出运动轨迹。第十九页，共二十一页。xy利用速度的垂线与角的平分线的交点找圆心轨迹圆边界圆第二十页，共二十一页。【解析】质子先在匀强磁场中做匀速圆周运动，射出磁场后做匀速直线运动，最后进入第四现象，