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文档简介
带点粒子在圆形边界磁场中运动第1页,课件共14页,创作于2023年2月1.圆形区域内存在垂直纸面的半径为R的匀强磁场,磁感强度为B,现有一电量为q、质量为m的正离子从a点沿圆形区域的直径射入,设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为600,求此离子在磁场区域内飞行的时间及射出的位置。B•600600P(xy)yxO’xyoO第2页,课件共14页,创作于2023年2月2.在圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场.从磁场边缘A点沿半径方向射人一束速率不同的质子,对这些质子在磁场中的运动情况的分析中,正确的是:A.运动时间越长的,在磁场中通过的距离越长B.运动时间越短的,其速率越大C.磁场中偏转角越小的,运动时间越短D.所有质子在磁场中的运动时间都相等B•ABC第3页,课件共14页,创作于2023年2月半径越大,偏向角θ越小.圆心角等于偏向角θO1O2O3O4第4页,课件共14页,创作于2023年2月3.在直角坐标系xOy中,有一半径为R的圆形磁场区域,磁感强度为B,磁场方向垂直xOy平面指向纸内,该区域的圆心坐标为(R,0)。如图所示,有一个质量为m、带电量为-q的离子,由静止经匀强电场加速后从点(0,R/2)沿x轴正方向射入磁场,离子从射入到射出磁场通过了该磁场的最大距离,不计重力影响。求:⑴.离子在磁场区域经历的时间。⑵.加速电场的加速电压。OR/2RBxy·••O2O1rr600第5页,课件共14页,创作于2023年2月4、圆心为O、半径为r的圆形区域中有一个磁感强度为B、方向为垂直于纸面向里的匀强磁场,与区域边缘的最短距离为L的O'处有一竖直放置的荧屏MN,今有一质量为m的电子以速率v从左侧沿OO'方向垂直射入磁场,越出磁场后打在荧光屏上之P点,如图所示,求O'P的长度和电子通过磁场所用的时间MNLAPB•O'OB第6页,课件共14页,创作于2023年2月MNLAPB•O'OBθO1RRθ第7页,课件共14页,创作于2023年2月5.(2004全国三)一匀磁场,磁场方向垂直于xy平面,在xy平面上,磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由原点O开始运动,初速为v,方向沿x正方向.后来,粒子经过y轴上的P点,此时速度方向与y轴的夹角为300,P到O的距离为L,如图所示.不计重力的影响.求磁场的磁感强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径R.300yvL0PrrAR解:第8页,课件共14页,创作于2023年2月6.如图所示,一个质量为m、电量为q的正离子,在小孔S处正对着圆心O以速度v射入半径为R的绝缘圆筒中。圆筒内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。要使带电粒子与圆筒内壁碰撞多次后仍从A点射出,求正离子在磁场中运动的时间t.设粒子与圆筒内壁碰撞时无能量和电量损失,不计粒子的重力。OB·RS.解:粒子经过与圆筒发生n(n=2,3,4……)次与圆筒碰撞从原孔射出,其在圆筒磁场中运动的轨迹为n+1段对称分布的圆弧,每段圆弧的圆心角为正离子在磁场中运动的时间第9页,课件共14页,创作于2023年2月O’rrOB·RS.第10页,课件共14页,创作于2023年2月7.如图所示,在半径为R的圆筒内有匀强磁场,质量为m、带电量为q的正离子在小孔S处,以速度v0向着圆心射入,施加的磁感应强度为多大,此粒子才能在最短的时间内从原孔射出?(设相碰时电量和动能均无损失)O’rrOB·RS.解:粒子经过n=2,3,4……次与圆筒碰撞从原孔射出,其运动轨迹具有对称性.当发生最少碰撞次数n=2时第11页,课件共14页,创作于2023年2月OB·RS.O’rr当发生碰撞次数n=3时可见发生碰撞次数越多,所用时间越长,故当n=2时所用时间最短第12页,课件共14页,创作于2023年2月O’rrOB·RS.思考:求碰撞次数n=2时粒子在磁场中运动的时间.第13页,课件共14页,创作于2023年2月8.一带电质点,质量为m,电量为q,重力忽略不计,以平行于ox轴的速度v从y轴上的a点射入.如图中第一象限所示的区域。为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于ox的速度
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