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1、息烽县第一中学物理组息烽县第一中学物理组廖红英带电粒子在有界匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中运动形式（2）V B-匀速圆周运动匀速圆周运动（1）V/B-匀速直线运动匀速直线运动知识回顾（3）粒子运动方向与磁场有一夹角）粒子运动方向与磁场有一夹角 （大于（大于0度小于度小于90度）度）-轨迹为螺旋线轨迹为螺旋线带电粒子在匀强磁场中带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦做匀速圆周运动，洛伦兹力就是它做圆周运动兹力就是它做圆周运动的向心力的向心力300vBABvd二、磁场作用下粒子的偏转问：问：1 1、怎么找圆心？怎么找圆心？2 2、怎么怎么计算轨道半径？计算轨道半径？3 3、怎么计算运动
2、周期？、怎么计算运动周期？知识回顾问：问：1 1、怎么找圆心？怎么找圆心？2 2、怎么怎么计算轨道半径？计算轨道半径？3 3、怎么计算运动周期？、怎么计算运动周期？问：问：1 1、怎么找圆心？怎么找圆心？2 2、怎么怎么计算轨道半径？计算轨道半径？1.如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电的粒子质量的粒子质量m m、电量、电量q q、若它以速度、若它以速度v v沿与虚线成沿与虚线成30300 0、60600 0、90900 0、1201200 0、1501500 0、1801800 0角分别射入，请你作角分别射入，请你作出上述几种情况下粒子的轨迹、并求
3、其在磁场中运出上述几种情况下粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。动的时间。带电粒子在有界匀强磁场中的运动问题：300新课教学：入射角入射角300时时300300300600600600入射角入射角1500时时1500 通过对粒子在有界磁场中做圆周运动通过对粒子在有界磁场中做圆周运动的分析，你能从中找到什么规律吗？的分析，你能从中找到什么规律吗？ 从同一直线边界射入的粒子，从同一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。的夹角相等。个人结论：个人结论：带电粒子在磁场中做圆周运动的对称规律：带电粒子在磁场中做圆周运动的对称规律：vAvRO a3 3、
4、怎么计算运动时间？、怎么计算运动时间？问：问：1 1、怎么找圆心？怎么找圆心？2 2、怎么怎么计算轨道半径？计算轨道半径？4、a a与与、与与的关系是的关系是什么？什么？1 . 图中图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板，它的表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应一侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为强度大小为B 。一带电粒子从平板上的狭缝。一带电粒子从平板上的狭缝O处以处以垂直于平板的初速垂直于平板的初速v射入磁场区域，最后到达平板射入磁场区域，最后到达平板上的上的P 点。已知点。已知B 、v以及以及P 到到O的距离的距离l 不计重不计重
5、力力,求：求：POMNBvl（2）此粒子的电荷）此粒子的电荷q与质量与质量m 之比。之比。（1）此粒子在磁场中做圆周运动）此粒子在磁场中做圆周运动的半径是多少？的半径是多少？知识巩固：2 2、长为、长为L L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁场强度为图所示，磁场强度为B B，板间距离也为，板间距离也为L L，板不带电，现有，板不带电，现有质量为质量为m m，电量为，电量为q q的带正电粒子（不计重力），从左边极的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁场以速度板间中点处垂直磁场以速度v v平行极板射入磁场，求：平行极板射入磁场
6、，求：+qmvLLB（1）粒子刚好打在极板的左端点时的速度为多少？）粒子刚好打在极板的左端点时的速度为多少？（2）粒子刚好打在极板上的右端点时的速度是多少？）粒子刚好打在极板上的右端点时的速度是多少？（3）欲使粒子要打在极板上，）欲使粒子要打在极板上，则粒子入射速度则粒子入射速度v应满足么条应满足么条件？件？3、如图所示，在、如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度为场方向垂直纸面向外，磁感应强度为B。一个正电。一个正电子以速度子以速度v从从O点射入磁场，入射方向在点射入磁场，入射方向在xy平面内，平面内，与与x轴正向的夹角为轴正向的夹角为
7、。若正电子射出磁场的位置与。若正电子射出磁场的位置与O点的距离为点的距离为L，求：，求：思考：如果是负电子思考：如果是负电子,那么，两种情况下的时间那么，两种情况下的时间之比为多少？之比为多少？（1）正电子在匀强磁场中作圆周）正电子在匀强磁场中作圆周运动的圆心角为多少？运动的圆心角为多少？（2）正电子作圆周运动的）正电子作圆周运动的半径为多少？半径为多少？（3）正电子的电量和质量之比为多少？）正电子的电量和质量之比为多少？（4）正电子在匀强磁场中运动的时间是多少？）正电子在匀强磁场中运动的时间是多少？4、如图所示在磁感应强度为、如图所示在磁感应强度为B,半径为半径为r的圆的圆形匀强磁场区形匀强
8、磁场区 ，一质量为，一质量为m，电荷量为，电荷量为q的带的带电粒子从电粒子从A点沿半径方向以速度点沿半径方向以速度射入磁场中，从射入磁场中，从C点射出，求：点射出，求：vrArvAvRO 注意：对称性，在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。CO(1)粒子在磁场中运动轨道半径粒子在磁场中运动轨道半径R。(2)粒子在磁场中转过的圆心角粒子在磁场中转过的圆心角。（3）粒子在磁场中运动的时间为）粒子在磁场中运动的时间为多少？多少？5、如图所示，在半径为、如图所示，在半径为r的圆形区域内，有一个的圆形区域内，有一个匀强磁场，一带电粒子以速度匀强磁场，一带电粒子以速度v0从从M点沿半径方点沿半
9、径方向射入磁场区，并由向射入磁场区，并由N点射出，点射出，O点为圆心，点为圆心，MON=120，求粒子在磁场区的偏转半径，求粒子在磁场区的偏转半径R及及在磁场区中的运动时间。（粒子重力不计）在磁场区中的运动时间。（粒子重力不计） 6 6、电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为技术实现的。电子束经过电压为U U的加速电场后，的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为于圆面。磁场区的中心为O O，半径为，半径为r r。当不加磁场。当不加磁场时，电子束将通过时，电子束将通过O O 点而打到屏幕的中心点而打到屏幕的中心M M点。为点。为了让电子束射到屏幕边缘了让电子束射到屏幕边缘P P，需要加磁场，使电子，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度束偏转一已知角度，此时磁场的磁感应强度，此时磁场的磁感应强度B B应应为多少？为多少？ 思考是心灵的窗户！谢 谢 大家
