帶電粒子在電磁場(chǎng)中的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)

幻燈片1帶電粒子在電磁場(chǎng)中的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡分析幻燈片2帶電粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)要受到電場(chǎng)力和洛侖茲力的作用，電場(chǎng)力會(huì)改變粒子的速度大小和方向，而洛侖茲力只能改變速度方向.在電場(chǎng)力和洛侖茲力交替作用下，粒子時(shí)而在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，時(shí)而進(jìn)入電場(chǎng)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，時(shí)而進(jìn)入另一磁場(chǎng)，使軌道的圓心發(fā)生變化或軌道的半徑發(fā)生改變.這樣，粒子的運(yùn)動(dòng)就在不斷地變化、不斷地重復(fù)進(jìn)行著。所以粒子在不同的電磁場(chǎng)空間運(yùn)動(dòng)將會(huì)形成各式各樣復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。這些問(wèn)題中，有的圖形很復(fù)雜，有的過(guò)程很難分析，對(duì)平面幾何知識(shí)的要求很高，計(jì)算也比較復(fù)雜，但是能夠很好地訓(xùn)練分析能力和數(shù)學(xué)計(jì)算能力。幻燈片3.磁場(chǎng)+磁場(chǎng)例人如圖所示，在邊界上方和下方分別有垂直紙面向里向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度都為5。一質(zhì)量為m,電量為q的負(fù)離子，以速度卬從邊界上的尸點(diǎn)沿紙面且垂直于邊界向上射出。⑴試分析離子的運(yùn)動(dòng)情況，并畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)軌跡；⑵若將邊界上方磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小改為2B,方向改為向外，則情況又會(huì)如何？⑶試計(jì)算上面兩種條件下粒子的運(yùn)動(dòng)周期T及沿分界面推進(jìn)的平均速度大小，經(jīng)逑周期沿分界面推進(jìn)的距離。.磁場(chǎng)+磁場(chǎng)解析：兩種情況的軌跡如圖所示。

幻燈片4例2、如圖所示，在半徑為?的圓形區(qū)域內(nèi)外分別存在著垂直紙面向里和向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度都為8。一質(zhì)量為m、電量為q的正離子，以速度過(guò)從邊界上的P點(diǎn)沿指向圓心。點(diǎn)的方向射入磁場(chǎng)。已知磁場(chǎng)半徑滿(mǎn)足條件⑴試分析離子的運(yùn)動(dòng)情況，并畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)軌跡；⑵若將圓形區(qū)域外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小改效則情況如何？磁感應(yīng)強(qiáng)度方向改為向橫況又如何？?jī)煞N情況的軌跡如圖所示。

幻燈片5.磁場(chǎng)+電場(chǎng)例3、如圖所示，在X軸上方有垂直于XY平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在X軸下方有沿Y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E。將一質(zhì)量為m,電量為q的負(fù)離子在Y軸上的軌跡如圖軌跡如圖軌跡如圖軌跡如圖P點(diǎn)無(wú)初速釋放。已知P0二d.試分析離子的運(yùn)動(dòng)情況，并畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)軌跡。軌跡如圖幻燈片6例4、如圖所示，在半徑為Ki的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁懈感應(yīng)強(qiáng)度為5,?在內(nèi)徑為R1，外徑為R2的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)有指向圓心的輻向電場(chǎng)將一質(zhì)量為m，電量為q的正離子在外邊界上陟點(diǎn)無(wú)初速度釋放。已知內(nèi)外邊界之間的電勢(shì)差滿(mǎn)足條件U=3qB2R12/2m.試分析離子的運(yùn)動(dòng)情況，并畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)軌跡。

幻燈片7例5、如圖所示，在半徑為R2的圓形區(qū)域外有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；在內(nèi)徑為R1,外徑為R2的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)有北向圓心的輻向電場(chǎng)。將一質(zhì)量為m，電量為q的正離子在內(nèi)邊界上的P點(diǎn)無(wú)初速釋放。已知內(nèi)外邊界之間的電勢(shì)差U滿(mǎn)足條件U=qB2R22/2m.試分析離子的運(yùn)動(dòng)情況，并畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)軌跡?；脽羝?3磁場(chǎng)+無(wú)場(chǎng)+磁場(chǎng)例6、如圖㈤所示，在邊界Si的上方和S2的下方分別有垂直紙面向里和向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度都為B。兩邊界之間的區(qū)域是無(wú)場(chǎng)區(qū)。一個(gè)質(zhì)量為，電量為q的負(fù)離子，以速率M從S2邊界上的尸點(diǎn)沿紙面并垂直于邊界向上射出。⑴試分析離子的運(yùn)動(dòng)情況，并畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)軌跡。⑵若將邊界7的上方的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小改為B、方向改為向外，則情況又會(huì)如何？XXXX***S）軌跡如圖幻燈片9例7、如圖（a）所示，在半徑為R1的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)和半徑為2的圓環(huán)區(qū)域外分別有垂直于紙面處外和向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和B;在兩圓環(huán)之間的區(qū)域是無(wú)場(chǎng)區(qū)。一質(zhì)量為m，電量為q的正離子，以速率^從外邊界上的P點(diǎn)沿指向圓心。的方向射出。已知區(qū)2=2田=mvo/qB.⑴試分析離子的運(yùn)動(dòng)情況，并畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)軌跡；⑵若只將圓環(huán)區(qū)域外的磁場(chǎng)方向改為向外，則情況又會(huì)如何？軌跡如圖幻燈片104、電場(chǎng)+磁場(chǎng)+磁場(chǎng)例8、如圖(a)所示，在豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)汨，場(chǎng)區(qū)寬度為L(zhǎng),水平方向足夠長(zhǎng)，緊接著電場(chǎng)的是兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度都淞的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。中間磁場(chǎng)間的寬度九一個(gè)質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子，其重力不計(jì)，從電場(chǎng)的邊界MN上的P點(diǎn)由靜止釋放經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)。已知滿(mǎn)足條例=⑴試分析粒子的運(yùn)動(dòng)情況，并畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)軌跡；⑵若只將上方磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度改沏2則情況又如何？軌跡如圖幻燈片115、磁場(chǎng)+磁場(chǎng)+磁場(chǎng)例9、如圖所示，空間分布著三個(gè)感應(yīng)強(qiáng)度分別即2、B、2B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，一個(gè)質(zhì)量為叫電量為q的帶正電粒子，其重力不計(jì)，以速馳從邊界上