帶電粒子在電磁場中的復雜運動

幻燈片1帶電粒子在電磁場中的復雜運動軌跡分析幻燈片2帶電粒子在電、磁場中的運動要受到電場力和洛侖茲力的作用，電場力會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.在電場力和洛侖茲力交替作用下，粒子時而在磁場中做圓周運動，時而進入電場做勻變速直線運動，時而進入另一磁場，使軌道的圓心發(fā)生變化或軌道的半徑發(fā)生改變.這樣，粒子的運動就在不斷地變化、不斷地重復進行著。所以粒子在不同的電磁場空間運動將會形成各式各樣復雜的運動過程。這些問題中，有的圖形很復雜，有的過程很難分析，對平面幾何知識的要求很高，計算也比較復雜，但是能夠很好地訓練分析能力和數(shù)學計算能力?；脽羝?.磁場+磁場例人如圖所示，在邊界上方和下方分別有垂直紙面向里向外的勻強磁場，磁感應強度都為5。一質(zhì)量為m,電量為q的負離子，以速度卬從邊界上的尸點沿紙面且垂直于邊界向上射出。⑴試分析離子的運動情況，并畫出其運動軌跡；⑵若將邊界上方磁場的磁感應強度的大小改為2B,方向改為向外，則情況又會如何？⑶試計算上面兩種條件下粒子的運動周期T及沿分界面推進的平均速度大小，經(jīng)逑周期沿分界面推進的距離。.磁場+磁場解析：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磁場,磁感應強度都為8。一質(zhì)量為m、電量為q的正離子，以速度過從邊界上的P點沿指向圓心。點的方向射入磁場。已知磁場半徑滿足條件⑴試分析離子的運動情況，并畫出其運動軌跡；⑵若將圓形區(qū)域外磁場的磁感應強度的大小改效則情況如何？磁感應強度方向改為向橫況又如何？兩種情況的軌跡如圖所示。

幻燈片5.磁場+電場例3、如圖所示，在X軸上方有垂直于XY平面向里的勻強磁場，磁感應強度為B,在X軸下方有沿Y軸負方向的勻強電場，場強為E。將一質(zhì)量為m,電量為q的負離子在Y軸上的軌跡如圖軌跡如圖軌跡如圖軌跡如圖P點無初速釋放。已知P0二d.試分析離子的運動情況，并畫出其運動軌跡。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磁懈感應強度為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將一質(zhì)量為m，電量為q的正離子在外邊界上陟點無初速度釋放。已知內(nèi)外邊界之間的電勢差滿足條件U=3qB2R12/2m.試分析離子的運動情況，并畫出其運動軌跡。

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磁場，磁感應強度為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。將一質(zhì)量為m，電量為q的正離子在內(nèi)邊界上的P點無初速釋放。已知內(nèi)外邊界之間的電勢差U滿足條件U=qB2R22/2m.試分析離子的運動情況，并畫出其運動軌跡?；脽羝?3磁場+無場+磁場例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磁場，磁感應強度都為B。兩邊界之間的區(qū)域是無場區(qū)。一個質(zhì)量為，電量為q的負離子，以速率M從S2邊界上的尸點沿紙面并垂直于邊界向上射出。⑴試分析離子的運動情況，并畫出其運動軌跡。⑵若將邊界7的上方的磁場的磁感應強度大小改為B、方向改為向外，則情況又會如何？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磁場，磁感應強度分別為B和B;在兩圓環(huán)之間的區(qū)域是無場區(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試分析離子的運動情況，并畫出其運動軌跡；⑵若只將圓環(huán)區(qū)域外的磁場方向改為向外，則情況又會如何？軌跡如圖幻燈片104、電場+磁場+磁場例8、如圖(a)所示，在豎直方向的勻強電場的場強汨，場區(qū)寬度為L,水平方向足夠長，緊接著電場的是兩個磁感應強度都淞的勻強磁場。中間磁場間的寬度九一個質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子，其重力不計，從電場的邊界MN上的P點由靜止釋放經(jīng)電場加速后進入磁場。已知滿足條例=⑴試分析粒子的運動情況，并畫出其運動軌跡；⑵若只將上方磁場的磁感應強度改沏2則情況又如何？軌跡如圖幻燈片115、磁場+磁場+磁場例9、如圖所示，空間分布著三個感應強度分別即2、B、2B的勻強磁場區(qū)域，一個質(zhì)量為叫電量為q的帶正電粒子，其重力不計，以速馳從邊界上