1.3.2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)第二課時(shí)帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動(dòng)

復(fù)習(xí)一Bm,qv由洛倫茲力提供向心力：軌道半徑：運(yùn)動(dòng)周期：對(duì)于確定磁場，有T

m/q，僅由粒子種類決定，與r和v無關(guān)。

復(fù)習(xí)二確定帶電粒子(不計(jì)重力)在有界磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡的思路與步驟：找圓心，畫軌跡；（求半徑，算時(shí)間。）一、找圓心，畫軌跡：1、已知電荷(負(fù))的兩個(gè)速度方向：2、已知入射方向和出射點(diǎn)的位置：vvOvO二、求半徑：利用數(shù)學(xué)關(guān)系結(jié)合物理公式求解三、算時(shí)間：Tt=pq2θ1αααθ2v可找到兩條半徑，其交點(diǎn)是圓心。通過入射點(diǎn)作入射方向的垂線，連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作中垂線，交點(diǎn)是圓心。θ1θ2F洛F洛α

題型一、帶電粒子在單邊界磁場中的運(yùn)動(dòng)已知帶正電的粒子（不計(jì)重力）進(jìn)場時(shí)速度方向分別與磁場邊界的夾角為900、600、300，求出場時(shí)速度方向與磁場邊界的夾角分別是多少？粒子從同一邊界入射、出射時(shí)，初末速度方向與邊界夾角相同。

F洛F洛600300F洛600300對(duì)稱性

題型二、帶電粒子在圓形邊界磁場中的運(yùn)動(dòng)徑向進(jìn)，徑向出；非徑向進(jìn)，非徑向出！BO邊界圓BCAO＇BvO邊界圓軌跡圓O′θ2θ1對(duì)稱性軌跡圓負(fù)電荷為例

課堂練習(xí)2

某離子速度選擇器的原理圖如圖，在半徑為R=10cm的圓形筒內(nèi)有B=1×10－4

T

的勻強(qiáng)磁場，方向平行于軸線。在圓柱形筒上某一直徑兩端開有小孔A、B。現(xiàn)有一束比荷為q/m=2×1011C/kg的正離子，以不同角度α入射，其中入射角α=30o時(shí)，且不經(jīng)碰撞而直接從出射孔射出的離子的速度v大小是（）

A．4×105m/sB．2×105m/sC．4×106m/sD．2×106m/sαAOBO′rr∠A

O′O=

=30o，則r=2AO=2R解析：C

題型三、帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界問題1、如圖，若電子的電量e，質(zhì)量m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B及寬度d已知，初速度分別與左邊界夾角為900、600向上、600向下，若恰好都不從右邊界穿出，則初速度應(yīng)分別滿足什么條件？deBv1deBv2r2+r2cos60o

=ddeBv3r3=r3cos60o+

dO1r1

=dO3O26006002、如圖，在POQ區(qū)域內(nèi)分布有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，有一束正離子流(不計(jì)重力)，沿紙面垂直于磁場邊界OQ方向從A點(diǎn)垂直邊界射入磁場，已知OA=d，∠POQ=45o，離子的質(zhì)量為m、帶電荷量為q、要使離子不從OP邊射出，離子進(jìn)入磁場的速度最大不能超過多少？

POQAv0BO1

3、如圖，長為L的水平不帶電極板間有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場B，板間距離也為L，現(xiàn)有質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子（不計(jì)重力），從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁場以速度v平行極板射入磁場，欲使粒子不打在極板上，則粒子入射速度v應(yīng)滿足什么條件？

題型三、帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界問題+q,mvLBL

課堂小結(jié)單邊界磁場—對(duì)稱性圓邊界磁場—對(duì)稱性雙邊界磁場的臨界問題：

縮放法

今天，物理學(xué)為你打開一道門，引導(dǎo)你邁入科學(xué)的殿堂；

明天，你要為物理學(xué)再開一扇窗，讓人類迎接新的曙光......

如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場（電子質(zhì)量為m，電荷為e），它們從磁場中射出時(shí)相距多遠(yuǎn)？射出的時(shí)間差是多少？

課堂練習(xí)1解:正負(fù)電子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，設(shè)其出射點(diǎn)與入射點(diǎn)距離分別為d1和d2有幾何關(guān)系得有牛頓第二定律得正負(fù)電子出射點(diǎn)間的距離有幾何關(guān)系得正負(fù)電子轉(zhuǎn)過的圓心角分別為射出的時(shí)間差

課堂練習(xí)2

如圖，虛線所圍圓形區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B。電子束沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場，經(jīng)過磁場區(qū)后，電子束運(yùn)動(dòng)的方向與原入射方向成θ角。設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子之間的相互作用力及所受的重力。求：(1)電子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑R；(2)電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；(3)圓形磁場區(qū)域的半徑r。vBOrvθO1Rθ2解：（1）（2）由幾何關(guān)系得：圓心角α=θ（3）由數(shù)學(xué)關(guān)系可知:所以：600deBv1若電子在場中運(yùn)動(dòng)過程中速度剛好偏轉(zhuǎn)了300時(shí)從右邊界射出，以下兩種情況初速度應(yīng)分別為多少