带电粒子做匀速圆周运动的分析方法
专题:圆形磁场问题
O1
例题(多选)如图虚线所示区域内有方向垂直于纸面的匀
强磁场,一束速度大小各不相同的质子正对该区域的圆 心O射入这个磁场;结果,这些质子在该磁场中运动的
时间有的较长,有的较短,其中运动时间较长的粒子
(
CD )
B v O s1 θ1 R1 s2
A.射入时的速度一定较大 B.在该磁场中运动的路程一定较长 C.在该磁场中偏转的角度一定较大 D.从该磁场中飞出的速度一定较小
2 2
2
当速度变为2V的带电粒子,不具备“磁会聚”的 条件,因此不会都通过O点。但此题可采用极端分析 法,带电微粒在磁场中经过一段半径为r’=2R的圆 弧运动后,将在y轴的右方(x>0)的区域离开磁场并做 匀速直线运动,如图所示。靠近上端点发射出来的带 电微粒在突出磁场后会射向x同正方向的无穷远处; 靠近下端点发射出来的带电微粒会在靠近原点之处穿 出磁场。所以,这束带电微粒与x同相交的区域范围 是x>0. y
θ2
R2
结论3:运动速度v相同,方向不同,弧长越长对应 时间越长。(直径对应的弧最长)
例题:如图,半径为 r=3×10-2m的圆形区域内有一匀强磁 场B=0.2T,一带正电粒子以速度v0=106m/s的从a点处射入 磁场,该粒子荷质比为q/m=108C/kg,不计重力。若要使
粒子飞离磁场时有最大的偏转角,其入射时粒子的方向应 如何(以v0与oa的夹角表示)?最大偏转角多大? 解析:R=mv/Bq=5×102m>r 说明:半径确定时,通过的弧越 长,偏转角度越大。而弧小于半 个圆周时,弦越长则弧越长。 sin = r/R = 37º,
h 2vt 4 3mv / qE
2
圆形磁场多次碰撞问题
带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动
洛伦兹力提供向心力,使带电 粒子绕固定点做圆周运动。
运动过程中,带电粒子的速度 方向时刻改变,但速度大小保 持不变。
周期和半径公式
周期公式
$T = frac{2pi m}{qB}$,其中$m$是带电粒子的质量,$q$是带电粒子的电荷 量,$B$是匀强磁场的磁感应强度。
半径公式
$r = frac{mv}{qB}$,其中$v$是带电粒子运动的速度。
偏转方向和速度大小不变
偏转方向
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运 动时,其偏转方向与磁场方向垂直。
速度大小不变
由于洛伦兹力始终与带电粒子的速度 方向垂直,因此洛伦兹力不做功,带 电粒子的速度大小保持不变。
04 带电粒子在磁场中的运动 规律
周期与速度的关系
总结词
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,其周期与速度无关,即T=恒定值。
域。
核聚变反应
在高温高压条件下,带电粒子在匀 强磁场中高速旋转,可以引发核聚 变反应,为未来的清洁能源提供可 能。
磁流体发电
利用高温导电流体在匀强磁场中做 高速旋转运动,可以将机械能转化 为电能,具有高效、环保的优点。
对未来研究的展望
1 2 3
探索极端条件下的运动特性
随着实验技术的不断发展,未来可以进一步探索 带电粒子在更高温度、更高磁感应强度等极端条 件下的运动特性。
详细描述
带电粒子在匀强磁场中受到洛伦兹力作用,该力提供向心力使粒子做匀速圆周运 动。根据牛顿第二定律和向心力公式,粒子的周期T与速度v无关,只与磁场强度 B和粒子的质量m有关。
周期与磁场强度的关系
总结词
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运 动时,其周期与磁场强度成正比。
详细描述
带电粒子在磁场中做圆周运动的分析方法
带电粒子在磁场中做圆周运动的分析方法湖北省郧西县第二中学王兴青带电粒子在有界、无界磁场中的运动类试题在高考试题中出现的几率几乎为l00%,涉及临界状态的推断、轨迹图象的描绘等。
试题综合性强、分值大、类型多,能力要求高,有较强的选拔功能,故平时学习时应注意思路和方法的总结。
解答此类问题的基本规律是“四找”:找圆心、找半径、找周期或时间、找几何关系。
一、知识点:若v⊥B,带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动,如右图所示。
1、轨道半径带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力: F=qvB粒子做匀速圆周运动的向心力:v2F向=mrv2粒子受到的洛伦兹力提供向心力: qvB=mrm v所以轨道半径公式: r=Bq带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径跟粒子的运动速率成正比.速率越大.轨道半径也越大.2、周期由r=Bqm v 和T=v r π2得:T= qB m π2 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T 跟轨道半径r 和运动速度v 无关.二、带电粒子在磁场中做圆周运动的分析方法1、圆心的确定带电粒子进入一个有界磁场后的轨道是一段圆弧,如何确定圆心是解决问题的前提,也是解题的关键。
首先,应有一个最基本的思路:即圆心一定在与速度方向垂直的直线上。
在实际问题中圆心位置的确定极为重要,通常有四种情况:(1)已知入射方向和出射方向,通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图l 所示,图中P 为入射点,M 为出射点)(2)已知入射方向和出射点的位置时,可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图2所示,P为入射点,M 为出射点)。
(3)两条弦的中垂线:如图3所示,带电粒子在匀强磁场中分别经过0、A 、B 三点时,其圆心O ’在OA 、OB 的中垂线的交点上. (4)已知入射点、入射方向和圆周的一条切线:如图4所示,过入射点A 做v 垂线A0.延长v 线与切线CD 交于C 点,做∠ACD 的角平分线交A0于0点,0点即为圆心,求解临界问题常用。
带电粒子在匀强磁场中的运动(解析版)-【寒假自学课】2022年高二物理寒假精品课
第03讲带电粒子在匀强磁场中的运动【学习目标】(1)知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场会在磁场中做匀速圆周运动,能推导出匀速圆周运动的半径公式和周期公式,能解释有关的现象,解决有关实际问题。
(2)经历实验验证带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动以及其运动半径与磁感应强度的大小和入射速度的大小有关的过程,体会物理理论必须经过实验检验。
(3)知道洛伦兹力作用下带电粒子做匀速圆周运动的周期与速度无关,能够联想其可能的应用。
能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。
了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及其应用。
【基础知识】【考点剖析】一.带电粒子在匀强磁场中的运动已知带电粒子质量为m,电荷量为q,速度大小为v,磁感应强度为B,以下列不同方式进入磁场将做什么运动?(不计重力)1.不加磁场时,观察带电粒子的运动轨迹为电子束沿直线运动。
2.施加垂直于纸面的磁场后,观察电子束的径迹为电子束沿圆轨迹运动。
3.保持入射电子的速度不变,增加磁感应强度,电子束圆周运动的半径减小。
4.保持磁感应强度不变,增加出射电子的速度,电子束圆周运动的半径变大总结:带电粒子的速度方向与磁场方向平行时,不受洛伦兹力,粒子做匀速直线运动;带电粒子垂直进入磁场时,粒子所受洛伦兹力总与速度方向垂直,所以洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小,粒子做匀速圆周运动。
二.半径和周期的理论推导带电粒子以垂直磁感应强度方向的速度进入磁场时,带电粒子做匀速圆周运动.向心力由洛伦兹力提供,,根据向心力公式,,可得轨迹半径。
轨迹半径与带电粒子的质量和速度成正比,与带电粒子的电荷量和磁感应强度成反比。
由可知,磁感应强度增大,半径减小;速度增大,半径增大。
圆周运动的周期,把代入,可得:。
带电粒子的周期跟轨迹半径和运动速度无关。
总结:带电粒子的周期跟轨迹半径和运动速度无关,即同一带电粒子以不同的速度进入同一磁场,半径不同,但周期相同。
典题分析例1.质量和电荷量都相等的带电粒子M 和N ,以不同的速率经小孔S 垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示,下列表述正确的是( )A .M 带负电,N 带正电B .M 的速率小于N 的速率C .洛伦兹力对M 、N 做正功D .M 的运行时间大于N 的运行时间解析:根据左手定则可知N 带正电,M 带负电,选项A 正确;由qvB =m v 2r 得r =mv Bq,由题知m 、q 、B 相同,且r N <r M ,所以v M >v N ,选项B 错误;由于洛伦兹力的方向始终与带电粒子的运动方向垂直,故洛伦兹力不会对M 、N 做功,选项C 错误;又周期T =2πr v =2πmBq,两个带电粒子在磁场中运动的周期相等,由图可知两个粒子在磁场中均偏转了半个周期,故在磁场中运动的时间相等,选项D 错误. 答案:A三.带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动分析 1.轨迹圆心的两种确定方法(1)已知粒子运动轨迹上两点的速度方向时,如何确定圆心的位置?(提示:圆心一定在垂直于速度的直线上)作这两速度方向的垂线,交点即为圆心,如图所示。
用等效法解决带电体在匀强电场中的圆周运动问题
用等效法解决带电体在匀强电场中的圆周运动问题(1)等效思维方法就是将一个复杂的物理问题,等效为一个熟知的物理模型或问题的方法。
常见的等效法有“分解”“合成”“等效类比”“等效替换”“等效变换”“等效简化”等。
带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是一类重要而典型的题型。
对于这类问题,若采用常规方法求解,过程复杂,运算量大。
若采用“等效法”求解,则过程比较简捷。
(2)解题思路:①求出重力与电场力的合力,将这个合力视为一个“等效重力”。
②将a =F 合m视为“等效重力加速度”。
③将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解。
[典例] 在水平向右的匀强电场中,有一质量为m 、带正电的小球,用长为l 的绝缘细线悬挂于O 点,当小球静止时,细线与竖直方向夹角为θ,如图所示,现给小球一个垂直于悬线的初速度,小球恰能在竖直平面内做圆周运动,试问:(1)小球在做圆周运动的过程中,在哪一位置速度最小?速度最小值多大?(2)小球在B 点的初速度多大?对应练习:1.如图所示,绝缘光滑轨道AB 部分为倾角为30°的斜面,AC 部分为竖直平面上半径为R 的圆轨道,斜面与圆轨道相切。
整个装置处于场强为E 、方向水平向右的匀强电场中。
现有一个质量为m 的小球,带正电荷量为q =3mg 3E,要使小球能安全通过圆轨道,在O 点的初速度应为多大?2.(2012·合肥质检)如图所示,在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为O、半径为r、内壁光滑,A、B两点分别是圆轨道的最低点和最高点。
该区间存在方向水平向右的匀强电场,一质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动(电荷量不变),经过C点时速度最大,O、C连线与竖直方向的夹角θ=60°,重力加速度为g。
(1)求小球所受到的电场力的大小;(2)求小球在A点速度v0多大时,小球经过B点时对圆轨道的压力最小?3.如图所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道,处于水平向右的匀强电场中,带负电荷的小球从高h的A处由静止开始下滑,沿轨道ABC运动并进入圆环内做圆周运动。
关于带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的解题方法
(如 图3所 示 ),根 据 速度 方 向与边 界 的夹 角相 等 的特 点 ,可 以得
① 带 电粒子 速度 的偏 向角 等 于 回旋角 (圆心角 ),并 等 于
出 出磁场 的速 度方 向 ,从 而找 到 圆心位 置 。
旋 切角 0的2倍 ,即 =Or .=2 0。如 图6 ② 相 对 的旋 切 角 0相 等 ,与相 邻 的旋 切 角 0 ‘互补 ,即
0 + 0 ‘:180 ̄
‘
三 、运动时 间的确定 粒 子在 磁 场 中运 动 一周 的时 间 为T,当 粒 子运 动 的 圆弧 所 对应
a
b
图 3
的圆心 角为 Ot时 ,其运 动时 间 由下式 表示 :t: T
c
按 照 以 上方 法 ,绘 出草 图 ,利 用三 角 函数知 识 就可 以解 决带 电
。 课外 阅读 教育教学探讨
关 于带 电粒 子 在 匀强磁 场 中做 匀速 圆周运 动 的解题 方法
李0 智
(甘肃省兰州市第九●中 学\ \,● 甘 肃 、
\
●
●
兰州 750050)
在 解决 带 电粒 子在 匀 强磁 场 中做 匀速 圆 周运 动 的 问题时 ,B匀 速
b.当带 电粒 子 进入 有 界磁 场 ,且 磁 场边 界 互相 平 行 时 ,如知 道
射 出磁场 方 向 )时 ,可通 过 入射 点 和 出射点 分别 作垂 直 于入 射方 向
和 出射 方 向 的直 线 ,两 条 直线 的交 点 就是 圆弧 轨道 的圆 心 (如 图 1
所示 ,图 中P为 入射 点 ,M为 出射点 ,0点是 圆心 ).
a
I
/
I
带电粒子在磁场中的运动
带电粒子在磁场中的运动因为洛伦兹力F始终与速度v垂直,即F只改变速度方向而不改变速度的大小,所以运动电荷非平行与磁感线进入匀强磁场且仅受洛伦兹力时,一定做匀速圆周运动,由洛伦磁力提==2/。
带电粒子在磁场中运动问题大致可分两种情况:1. 做供向心力,即F qvB mv R完整的圆周运动(在无界磁场或有界磁场中);2. 做一段圆弧运动(一般在有界磁场中)。
无论何种情况,其关键均在圆心、半径的确定上。
1. 找圆心方法1:若已知粒子轨迹上的两点的速度方向,则可根据洛伦兹力F⊥v,分别确定两点处洛伦兹力F的方向,其交点即为圆心。
方法2:若已知粒子轨迹上的两点和其中一点的速度方向,则可作出此两点的连线(即过这两点的圆弧的弦)的中垂线,再画出已知点v的垂线,中垂线与垂线的交点即为圆心。
2. 求半径圆心确定下来后,半径也随之确定。
一般可运用平面几何知识来求半径的长度。
3. 画轨迹在圆心和半径确定后可根据左手定则和题意画出粒子在磁场中的轨迹图。
4. 应用对称规律带电粒子如果从一直线边界进入又从该边界射出,则其轨迹关于入射点和出射点线段的中垂线对称,入射速度方向与出射速度方向与边界的夹角相等,利用这一结论可以轻松画出粒子的轨迹。
临界点是粒子轨迹发生质的变化的转折点,所以只要画出临界点的轨迹就可以使问题得解。
一、由两速度的垂线定圆心例1. 电视机的显像管中,电子(质量为m,带电量为e)束的偏转是用磁偏转技术实现的。
电子束经过电压为U的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,如图1所示,磁场方向垂直于圆面,磁场区的中心为O,半径为r。
当不加磁场时,电子束将通过O点打到屏幕的中心M点。
为了让电子束射到屏幕边缘P,需要加磁场,使电子束偏转一已知角度θ,此时磁场的磁感强度B应为多少?图1解析:如图2所示,电子在匀强磁场中做圆周运动,圆周上的两点a、b分别为进入和射出的点。
做a、b点速度的垂线,交点O1即为轨迹圆的圆心。
图2设电子进入磁场时的速度为v,对电子在电场中的运动过程有=22/eU mv对电子在磁场中的运动(设轨道半径为R)有=2/evB mv R由图可知,偏转角θ与r、R的关系为θ2=r Rtan(/)/联立以上三式解得θ122=(/)/tan(/)B r mU e二、由两条弦的垂直平分线定圆心例2. 如图3所示,有垂直坐标平面的范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,方向向里。
新课标高中物理选修第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动教案
第6节带电粒子在匀强磁场中的运动学习目标核心提炼1.知道带电粒子沿着垂直于磁场的方向射入匀强磁场会做匀速圆周运动。
1种分析方法——洛伦兹力提供向心力q v B=mv2r2个推论公式——r=m vqB,T=2πmqB2个应用——质谱仪和回旋加速器2.理解洛伦兹力对运动电荷不做功。
3.能够用学过的知识分析、计算有关带电粒子在匀强磁场中受力、运动问题。
4.知道回旋加速器、质谱仪的基本构造、原理及用途。
一、带电粒子在匀强磁场中的运动1.运动轨迹带电粒子(不计重力)以一定的速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场时:(1)当v∥B时,带电粒子将做匀速直线运动。
(2)当v⊥B时,带电粒子将做匀速圆周运动。
2.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动(1)运动条件:不计重力的带电粒子沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场。
(2)洛伦兹力作用:提供带电粒子做圆周运动的向心力,即q v B=m v2r。
(3)基本公式①半径:r=m vqB;②周期:T=2πmqB。
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与粒子运动速率和半径无关。
3.洛伦兹力的作用效果洛伦兹力只改变带电粒子速度的方向,不改变带电粒子速度的大小,或者说洛伦兹力不对带电粒子做功,不改变粒子的能量。
二、质谱仪1.原理图:如图1所示。
图12.加速:带电粒子进入质谱仪的加速电场,由动能定理得qU=12m v2。
3.偏转:带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力:q v B=m v2 r。
4.结论:r=1B2mUq。
测出粒子的轨迹半径r,可算出粒子的质量m或比荷qm。
5.应用:可以测定带电粒子的质量和分析同位素。
三、回旋加速器1.构造图:如图2所示。
图22.核心部件:两个半圆金属D形盒。
3.原理:高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同,粒子每经过一次加速,其轨道半径就大一些,粒子做圆周运动的周期不变。
4.最大动能:由q v B=m v2R和E k=12m v2得E k=q2B2R22m(R为D形盒的半径),即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q、m、B、R有关,与加速电压无关。
带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
带电粒子在匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动1.洛伦兹力的作用效果洛伦兹力只改变带电粒子速度的方向,不改变带电粒子速度的大小,或者说洛伦兹力不对带电粒子做功,不改变粒子的能量。
2.带电粒子的运动规律沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子,在匀强磁场中做匀速圆周运动。
洛伦兹力总与速度方向垂直,正好起到了向心力的作用。
公式:q v B =m v 2rr =m vqBT =2πm qB3.圆心、半径、运动时间的分析思路(1)圆心的确定:带电粒子垂直进入磁场后,一定做圆周运动,其速度方向一定沿圆周的切线方向,因此圆心的位置必是两速度方向垂线的交点,如图(a)所示,或某一速度方向的垂线与圆周上两点连线中垂线的交点,如图(b)所示.(2)运动半径大小的确定:一般先作入射点、出射点对应的半径,并作出相应的辅助三角形,然后利用三角函数求解出半径的大小.(3)运动时间的确定:首先利用周期公式T =2πm qB ,求出运动周期T ,然后求出粒子运动的圆弧所对应的圆心角α,其运动时间t =α2πT .(4)圆心角的确定:①带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向间的夹角φ叫偏向角.偏向角等于圆心角即φ=α,如图所示.②某段圆弧所对应的圆心角是这段圆弧弦切角的二倍,即α=2θ.[特别提醒]带电粒子(不计重力)以一定的速度v 进入磁感应强度为B 的匀强磁场时的运动轨迹:(1)当v ∥B 时,带电粒子将做匀速直线运动.(2)当v ⊥B 时,带电粒子将做匀速圆周运动.(3)当带电粒子斜射入磁场时,带电粒子将沿螺旋线运动.4、带电粒子在三类有界磁场中的运动轨迹特点(1)直线边界:进出磁场具有对称性。
(2)平行边界:存在临界条件。
(3)圆形边界:沿径向射入必沿径向射出。
【例题1】如图所示,一束电荷量为e 的电子以垂直于磁场方向(磁感应强度为B )并垂直于磁场边界的速度v 射入宽度为d 的磁场中,穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ=60°.求电子的质量和穿越磁场的时间.答案:23dBe 3v 23πd 9v解析:过M 、N 作入射方向和出射方向的垂线,两垂线交于O 点,O 点即电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心,过N 作OM 的垂线,垂足为P ,如图所示.由直角三角形OPN 知,电子的轨迹半径r =d sin 60°=233d ①由圆周运动知e v B =m v 2r②解①②得m =23dBe 3v.电子在无界磁场中运动周期为T =2πeB ·23dBe 3v =43πd 3v.电子在磁场中的轨迹对应的圆心角为θ=60°,故电子在磁场中的运动时间为t =16T =16×43πd 3v =23πd 9v.带电粒子在磁场中的圆周运动问题处理方法(1)定圆心:圆心一定在与速度方向垂直的直线上,也在弦的中垂线上,也是圆的两个半径的交点.(2)求半径的两种方法:一是利用几何关系求半径,二是利用r =m v Bq 求半径.(3)求时间:可以利用T =2πr v 和t =Δl v 求时间,也可以利用t =θ2πT 求时间.【例题2】如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v从A 点沿直径AOB 方向射入磁场,经过t 时间从C 点射出磁场,OC 与OB 成60°角。
例析带电粒子在磁场中的匀速圆周运动
参考文献: 『 王 学 文. 高 物 理 课 堂教 学有 效 性 的 几 点 思考 高 中 物 1 1 提
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『 ] 军. 学 改革 中学 生 科 技 创 新 能 力 培 养 的 探 索和 实 3吕 教 践. 国校 外 教 育 ,0 0 2 ) 中 2 1 (4 .
在 回答 )
略不计 ) 。 解 析 : 入 场 点 A和 出 场 点 C 速 度 方 向 的 垂 线 , 交 点 过 作 其 0 便 是 粒 子 运 动 轨 迹 的 圆 心 位 置 。如 图 l 示 , 接 O O 必 所 连 C, C
在 出磁 场 速 度 的 反 向 延 长 线上 。
2
t :
,
r
A : 或 : TT: C t
,
V
V
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q B
,
联立以上三式, 解之得 : 堡 垒
t :
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mt ( / ) g 02
q B
二 、 知粒子入射 点、 射方 向及运动轨 迹上的一 条弦 . 己 入 作 速 度 方 向 的 垂 线 及 弦 的垂 直 平 分 线 , 交点 即 为 圆心 。 例 2 如 图2 示 , 有 正 电荷 的 A 子 和 B 子 同 时 从 匀 : 所 带 粒 粒 会 了分 析 问 题 , 养 了 发 现 问题 、 决 问 题 等 各 方 面 的 能 力 培 解 学 生 的 独 立 思考 能力 也 就 得 以彻 底 提 升 。 3创 新 能 力 的提 升 是 学 生能 独 立 思 考 的 体 现 . 学 生 独 立思 考 能 力 的 提 升 除 了 表 现 在 有 较 强 解 题 能力 以 外 , 技 创 新 能 力 的水 平 也 较 高 。在 科 技 创 新 方 面 , 仅 分 析 科 不 问 题 、 决 问 题 的 能 力 强 , 且 时 常 会 有 一 些 创 新 的 观 点 解 而 创 新 是 一个 民 族 的 灵 魂 ,是 一 个 国家 兴 旺发 达 的永 不 枯 竭 的 动 力 。 师 应 积 极 开 展 创新 比赛 , 师 应 多 引 导 学 生 自己 教 教 观 察 生 活 ,唤起 学 生 创 新 的 意 识 ,学 会 解 决 实 际生 活 中 的 问 题 。 养 学 生 从 问 题产 生开 始 就 要 发 挥 主 体 作 用 , 培 努力 提高 自 身 独立 思 考 解 决 问题 的能 力 。 例 如 , 个 案 的提 出 开 始 . 着 从 接 查 资 料 , 查 , 论 , 流 , 后 总 结 , 学 生 一 步 步 地 学 会 独 调 讨 交 最 使
洛伦兹力的应用
一、直线加速器
+
- +
-
+
-
+
-
m q
·
U 一 级
U 二 级 U
… … U n 级
三 级
粒子获得的能量:E=nqU
思考:有人认为只要使加速电压提高到足够大,就可 以避免因多级加速而使直线加速器长度过长,这种设 想可行吗?
直线加速器可使粒子获得足够大的能 量.但占地面积太大,能否既让带电粒 子多次加速,获得较高能量,又尽可能 减少占地面积呢?
变化2:若初速度与边界成α =60 度角,则初速度有什么要求?
d
B
五:带电粒子在“圆形磁场区域”中的运动
例、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 A 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 上的P点,如图所示,求O’P的长度 和电子通过磁场所用的时间.
B
v
时间差为
4m t 3Bq
M
答案为射出点相距
O
N
2 mv s Be
关键是找圆心、找半径和用对称。
三:带电粒子在双边界磁场
例3:一束带电粒子电量为q,以速度V0垂直射入磁感应强 度为B,宽为d的匀强磁场中,穿出磁场时速度方向与电 子原来入射方向成θ角, 求(1)粒子的运动轨迹 (2)粒子运动的轨道半径 (3)粒子离开磁场电的速率 v0 e (4)粒子离开磁场时的偏转角θ (5)粒子在磁场中的运动时间t
B
小结: 1、两洛伦磁力的交点即圆心 2、偏向角:初末速度的夹角。 3、偏向角=圆心角
d
变化4:在上题中若电子的电量e,质量m,磁感应强 度B及宽度d已知,若要求电子不从右边界穿出,则初 速度V0有什么要求? 小结:临界问题的分析方法 1、理解轨迹的变化(从小到大) 2、找临界状态:
带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
1 2 eU mv 2
v evB m R
2
r tan 2 R
q
1 B r
2mU q tg e 2
【习题】如图所示,一个质量为m、电量为q的正离 子,从A点正对着圆心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,问发生碰撞的最少次数? 并计算此过程中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。
磁场专题复习
带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的 分析方法:
求解带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周 运动时,根据题意对带电粒子进行受力分析 和运动分析,画出粒子运动的轨迹,确定出 圆心,从而求出半径或圆心角,然后利用牛 二定律圆周运动公式进行解答。其中求出半 径或圆心角,往往是解题关键。解题的一般 步骤为:看求解,明对象;查电性,析受力; 画轨迹,定圆心;找关系,求半径;套公式, 做解答。{也可逆向分析}
带电粒子在半无界磁场中的运动
例题(2001年全国卷)如图所示,在y<0的区域内存 在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外, 磁感强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入 磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正向的夹角为θ。 若粒子射出磁场的位置与O点的距离为l,求该粒子的 电量和质量之比。
(2005年广东卷)如图12所示,在一个圆形区域内,两 个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界 的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60º 。一质量为 m、带电量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成 30º 角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心 O进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁 场所用的时间为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子 重力)。
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间
带电粒子在磁场中匀速圆周运动的时间是一个物理学中的重要问题,涉及到磁场、带电粒子的运动规律等多个方面的知识。
本文将从相关概念的解释、物理公式的推导、实验验证等方面细致地分析带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间问题,以期为读者深入理解这一问题提供一定的帮助。
一、带电粒子在磁场中匀速圆周运动的基本概念1.1 磁场的基本概念磁场是指物质中存在的与电流或磁矩相关的物理量。
处于磁场中的带电粒子会受到一个叫洛伦兹力的作用力而产生运动。
1.2 带电粒子在磁场中的运动规律处于磁场中的带电粒子会受到一个洛伦兹力,导致其做匀速圆周运动。
二、带电粒子在磁场中匀速圆周运动时间的物理公式推导2.1 带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力可以表示为:F = qvBsinθ,其中q 为带电粒子的电荷量,v为带电粒子的速度,B为磁感应强度,θ为带电粒子速度方向与磁感应强度方向之间的夹角。
2.2 圆周运动的基本物理公式带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间问题,可以通过圆周运动的基本公式来推导。
圆周运动的基本公式为:v = 2πr / T,其中v为速度,r为半径,T为运动周期。
2.3 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间推导通过将带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力与圆周运动的基本公式相结合,可以得到带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间公式:T = 2πm / (qB),其中m为带电粒子的质量,q为带电粒子的电荷量,B 为磁感应强度。
三、实验验证带电粒子在磁场中匀速圆周运动时间的方法3.1 实验装置为了验证带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间,可以搭建一个简单的实验装置。
实验装置主要包括磁铁、电源、导线等。
3.2 实验步骤首先在实验装置中生成一个磁场,然后将带电粒子引入磁场中,观察带电粒子是否做匀速圆周运动,并测量带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间。
3.3 实验结果分析通过实验数据的分析,可以验证带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间公式的准确性,从而进一步验证相关理论。
带电粒子在磁场中运动解题方法及经典例题
带电粒子在磁场中运动一、不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动1.匀速直线运动:若带电粒子的速度方向与匀强磁场的方向平行,则粒子做匀速直线运动.2.匀速圆周运动:若带电粒子的速度方向与匀强磁场的方向垂直,则粒子做匀速圆周运动.质量为m、电荷量为q的带电粒子以初速度v垂直进入匀强磁场B中做匀速圆周运动,其角速度为ω,轨道半径为R,运动的周期为T,推导半径和周期公式:推导过程:运动时间t=3.对于带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的问题,应注意把握以下几点.(1)粒子圆轨迹的圆心的确定的常规方法①若已知粒子在圆周运动中的两个具体位置与通过某一位置时的速度方向,可在已知的速度方向的位置作速度的垂线,同时作两位置连线的中垂线,两垂线的交点为圆轨迹的圆心,如图4-2 所示.②若已知做圆周运动的粒子通过某两个具体位置的速度方向,可在两位置上分别作两速度的垂线,两垂线的交点为圆轨迹的圆心,如图4-3所示.③若已知做圆周运动的粒子通过某一具体位置的速度方向与圆轨迹的半径R,可在该位置上作速度的垂线,垂线上距该位置R处的点为圆轨迹的圆心(利用左手定则判断圆心在已知位置的哪一侧),如图4-4所示.图4-2图4-3图4-4例1 、一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P〔a,0〕点以速度v,沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。
求3〕〕匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。
〔坐标为〔0,a例2、电子自静止开始经M、N板间〔两板间的电压为U〕的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图2所示,求:〔1〕正确画出电子由静止开始直至离开磁场时的轨迹图; 〔2〕匀强磁场的磁感应强度.〔已知电子的质量为m ,电量为e 〕emUd L L 2222(2)利用速度的垂线与角的平分线的交点找圆心当带电粒子通过圆形磁场区后又通过无场区,如果只知道射入和射出时的速度的方向和射入时的位置,而不知道射出点的位置,应当利用角的平分线和半径的交点确定圆心。
带电粒子在圆形磁场区域运动规律
带电粒子在圆形磁场区域的运动规律处理带电粒子在匀强磁场中的圆周运动问题,关键就是综合运用平面几何知识与物理知识。
最重要的是,画出准确、清晰的运动轨迹。
对于带电粒子在圆形磁场区域中做匀速圆周运动,有下面两个规律,可以帮助大家准确、清晰画出带电粒子的圆周运动的轨迹。
规律一:带电粒子沿着半径方向射入圆形边界内的匀强磁场,经过一段匀速圆周运动偏转后,离开磁场时射出圆形区域的速度的反向延长通过边界圆的圆心。
规律二:入射速度方向(不一定指向区域圆圆心)与轨迹圆弧对应的弦的夹角为θ(弦切角),则出射速度方向与入射速度方向的偏转角为2θ,轨迹圆弧对应的圆心角也为θ2,并且初末速度方向的交点、轨迹圆的圆心、区域圆的圆心都在弧弦的垂直平分线上。
以上两个规律,利用几何知识很容易证明,在解题时,可以直接应用,请看下面的两个例子:例1如图1所示,在平面坐标系xoy 内,第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y 轴正方向的匀强电场,第I 、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场圆心在M (L ,0)点,磁场方向垂直于坐标平面向外.一带正电粒子从第Ⅲ象限中的Q (一2L ,一L )点以速度0v 沿x 轴正方向射出,恰好从坐标原点O 进入磁场,从P (2L ,O )点射出磁场.不计粒子重力,求: (1)电场强度与磁感应强度大小之比 (2)粒子在磁场与电场中运动时间之比 解析:(1)设粒子的质量和所带正电荷分别为m 和q ,粒子在电场中运动,由平抛运动规律得:102t v L =2121at L =,又牛顿运动定律得:ma qE = 粒子到达O 点时沿y +方向分速度为0v at v y ==,1tan 0==v v y α 故045=α,粒子在磁场中的速度为02v v =,应用规律二,圆心角为:0902=α,画出的轨迹如图2所示,由rm v Bqv 2=,由几何关系得L r 2=得:2v B E = (2)在磁场中运动的周期vrT π2=粒子在磁场中运动时间为02241v L T t π==图2图1得412π=t t 例2如图3所示,真空中有一以(r ,O )为圆心,半径为r 的圆柱形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面向里,在y ≤一r 的范围内,有方向水平向右的匀强电场,电场强度的大小为E 。
(完整版)高中物理确定带电粒子在磁场中运动轨迹的四种方法
确定带电粒子在磁场中运动轨迹的四种方法带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的问题是高考的热点,这些考题不仅涉及到洛伦兹力作用下的动力学问题,而且往往与平面图形的几何关系相联系,成为考查学生综合分析问题、运用数字知识解决物理问题的难度较大的考题。
但无论这类问题情景多么新颖、设问多么巧妙,其关键一点在于规范、准确地画出带电粒子的运动轨迹。
只要确定了带电粒子的运动轨迹,问题便迎刃而解。
现将确定带电粒子运动轨迹的方法总结如下:一、对称法带电粒子如果从匀强磁场的直线边界射入又从该边界射出,则其轨迹关于入射点和出射点线段的中垂线对称,且入射速度方向与出射速度方向与边界的夹角相等(如图1);带电粒子如果沿半径方向射入具有圆形边界的匀强磁场,则其射出磁场时速度延长线必过圆心(如图2)。
利用这两个结论可以轻松画出带电粒子的运动轨迹,找出相应的几何关系。
例1.如图3所示,直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。
正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场(电子质量为m,电荷为e),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少?解析:正、负电子的半径和周期是相同的。
只是偏转方向相反.先确定圆心,画出半径和轨迹(如图4),由对称性知:射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。
所以两个射出点相距s=2r=,由图还看出经历时间相差,所以解此题的关键是找圆心、找半径和用对称。
例2.如图5所示,在半径为r的圆形区域内,有一个匀强磁场。
一带电粒子以速度v0从M点沿半径方向射入磁场区,并由N点射出,O点为圆心.当∠MON=120°时,求:带电粒子在磁场区的偏转半径R及在磁场区中的运动时间。
解析:分别过M、N点作半径OM、ON的垂线,此两垂线的交点O'即为带电粒子作圆周运动时圆弧轨道的圆心,如图6所示。
由图中的几何关系可知,圆弧MN所对的轨道圆心角为60°,O、O’的边线为该圆心角的角平分线,由此可得带电粒子圆轨道半径为R=r/tan30°=又带电粒子的轨道半径可表示为:故带电粒子运动周期:带电粒子在磁场区域中运动的时间二、旋转圆法在磁场中向垂直于磁场的各个方向发射速度大小相同的带电粒子时,带电粒子的运动轨迹是围绕发射点旋转的半径相同的动态圆(如图7),用这一规律可快速确定粒子的运动轨迹。
高中物理 洛仑兹力作用下的匀速圆周运动求解方法
洛仑兹力作用下的匀速圆周运动求解方法 学习目标:1. 掌握带电粒子在磁场中运动的圆心、半径及时间的确定方法。
2. 掌握洛仑兹力的多解问题。
一.思路方法:明确洛仑兹力提供作匀速圆周运动的向心力关健:画出运动轨迹图(规范画图,才有可能找准几何关系)。
物理规律方程:向心力由洛伦兹力提供q B v = m R v 2T = vR 2π = qBm 2π 1、找圆心:(圆心的确定)因f 洛一定指向圆心,f 洛⊥v①任意两个f 洛的指向交点为圆心;②任意一弦的中垂线一定过圆心;③两速度方向夹角的角平分线一定过圆心。
2、求半径:①由物理规律求:q B v = m R v 2 ⇒ R =qBmv ; ②由图得出的几何关系式求 几何关系:速度的偏向角ϕ=偏转圆弧所对应的圆心角(回旋角)α=2倍的弦切角θ; 相对的弦切角相等,相邻弦切角互补;由轨迹画及几何关系式列出:关于半径的几何关系式去求。
3、求粒子的运动时间:偏向角(圆心角、回旋角)α=2倍的弦切角θ,即α=2θ; T t ⨯=)360(2)(0或回旋角圆心角π4、圆周运动有关的对称规律:特别注意在文字中隐含着的临界条件a 、从同一边界射入的粒子,又从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等。
b 、在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,一定沿径向射出。
5、带电粒子在有界磁场中运动的极值问题(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.(2)当速度v 一定时,弧长(或弦长)越长,圆周角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.6、带电粒子在复合场中无约束情况下的运动性质(1)当带电粒子所受合外力为零时,将做匀速直线运动或处于静止状态.合外力恒定且与初速同向时做匀变速直线运动,常见的情况有:①洛伦兹力为零(即v ∥B),重力与电场力平衡,做匀速直线运动;或重力与电场力的合力恒定,做匀变速运动. ②洛伦兹力F 与重力和电场力的合力平衡,做匀速直线运动. (2)带电粒子所受合外力做向心力,带电粒子做匀速圆周运动时.由于通常情况下,重力和电场力为恒力,故不能充当向心力,所以一般情况下是重力恰好与电场力相平衡,洛伦兹力是以上力的合力.(3)当带电粒子受的合力大小、方向均不断变化时,粒子做非匀变速曲线运动二.规律方法:1、带电粒子在磁场中运动的圆心、半径及时间的确定(1)用几何知识确定圆心并求半径. (2)确定轨迹所对应的圆心角,求运动时间.(3)注意圆周运动中有关对称的规律.2、洛仑兹力的多解问题(1)带电粒子电性不确定形成多解.带电粒子可能带正(或负)电荷,在相同的初速度下,正负粒子在磁场中运动轨迹不同,导致双解.(2)磁场方向不确定形成多解.若只告知B 大小,而未说明B 方向,则应考虑因B 方向不确定而导致的多解. (3)临界状态不惟一形成多解.带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时,它可能穿过去,也可能偏转1800从入射界面这边反向飞出.在光滑水平桌面上,一绝缘轻绳拉着一带电小球在匀强磁场中做匀速圆周运动,若绳突然断后,小球可能运动状态也因小球带电电性,绳中有无拉力造成多解.(4)运动的重复性形成多解.如带电粒子在部分是电场,部分是磁场空间运动时,往往具有往复性,因而形成多解.三.当堂训练:1.如图所示,在x轴的上方(y≥0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电量为q的正离子,速率都为v,对那些在xy平面内运动的离子,在磁场中可能到达的最大x=________,最大y=________.2.如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外,磁感臆强度为B,一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xOy平面内,与x轴正向的夹角为θ.若粒子射出磁场的位置与O点距离为1,求该粒子的电量和质量之比q/m.3.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U的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,如图所示.磁场方向垂直于圆面,磁场区的中心为O,半径为r.当不加磁场时,电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点.为了让电子束射到屏幕边缘P,需要加磁场,使电于束偏转一已知角度θ,此时磁场的磁感应强度B应为多大?4.如图所示,在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场,场强为E.一质量为m、电量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出,射出之后,第三次到达x轴时,它与点O的距离为L,求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s(重力不计).5.如图所示,足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,现从ad边的中心O点处,垂直磁场方向射入一速度为v0的带正电粒子,v0与ad边的夹角为30°.已知粒子质量为m,带电量为q,ad边长为L,不计粒子的重力.(1)求要使粒子能从ab边射出磁场,v0的大小范围.(2)粒子在磁场中运动的最长时间是多少?在这种情况下,粒子将从什么范围射出磁场?6.如图所示,一带电质点,质量为m,电量为q,以平行于Ox轴的速度v从y轴上的a点射入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轴的速度v射出,可在适当的地方加一个垂直于xy平面、磁感应强度为B的匀强磁场.若此磁场仅分布在一个圆形区域内,试求这圆形磁场区域的最小半径.重力忽略不计.。
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时还隐现着几丝艺术。结实的墨蓝色金钩模样的眼镜仿佛特别与众不同而稀有,怪异的墨紫色蜘蛛般的舌头的确绝对的超脱风光。那一双丰盈的葱绿色毛刷模样的眉毛
,感觉空前华丽震撼。再看古莫俄恶霸的身形,他有着矮小的活像闪电般的肩膀,肩膀下面是威风的活像筷子般的手臂,他高大的灰蓝色铁饼般的手掌显得极为诡异但
又有些迷离,奇特的紫罗兰色手杖般的手指真的有些恐怖潇洒。他威猛的活像火腿般的腿的确绝对的英武却又透着一丝标准,硕长的活像黄瓜般的脚认为很是正点而猜
种美妙的,非常滑润的感觉。整个木树皮山庄让人感到一种说不清楚的、若有若无的高贵和娇艳……突然偏东方向出现五个奇装异服的校妖。那个身穿有根羽毛的秋影
甲的爷们是
古莫俄恶霸。他出生在P.琦姆什皇国的小道海,绰号:石肘肉丁!年龄看上去大约十七八岁,但实际年龄足有九千多岁,身高一米七左右,体重
约九十多公斤。此人最善使用的兵器是『褐光望魔眉笔壶』,有一身奇特的武功『紫鸟鳄怪悬胆指』,看家的魔法是『蓝光伞神螺母仙诀』,另外身上还带着一件奇异
忽不定……古莫俄恶霸长着精悍的米黄色黄瓜一样的脑袋和短小的绿宝石色香蕉造型的脖子,最出奇的是一张很小的湖青色兔子一样的脸,配着一只粗犷的水蓝色柠檬
般的鼻子。鼻子上面是一对笨拙的鹅黄色马鞍般的眼睛,两边是高大的深青色红薯耳朵,鼻子下面是彪悍的嫩黄色花生形态的嘴唇,说话时露出肥胖的海蓝色椰壳一样
的牙齿,一条怪异的墨紫色蜘蛛般的舌头好像十分变态而豪华。他活像鹅黄色包子造型的身材好像十分讲究又诡异,结实的淡紫色细小竹节一样的胡须认为很是威猛同
疑,他矮胖的活像野猪般的屁股好像十分愚笨但又带着几分滑稽!腰间一条,威风的青古磁色木头般的腰带仿佛真是震撼但又露出一种隐约的原始。这个先生喘息时有
种动听的天青色精灵般的声音,得意时会散发出弥漫的紫红色镊子一样的气味。他威猛的浅绿色樱桃造型的骨骼好像极品的标准和傲慢,那种高贵的嫩黄色石塔般的神
态的确绝对
的法宝『黄云晨怪菊花针』。他有着单薄的亮黄色海蜇般的身材和时尚的亮蓝色秤砣一样的皮肤,确实相当潇洒风趣,他头上是傲慢的紫葡萄色粉条似的秀发,戴着一
顶扁扁的暗绿色菊花一样的旗杆浪云帽,他上穿有根羽毛的天青色皮球一般的铁塔藤草秋影甲,下穿威风的的纯黄色路灯造型的鞭炮金鳞长裤,脚穿漂亮的暗紫色红薯
一般的驴肾海天靴……有时很喜欢露出露着破旧的天蓝色椰壳似的狗鬼笑海细腰,那上面上面长着崭新的紫玫瑰色的细小河马一样的汗毛。整个形象似乎有点神气和飘
带电粒子做匀速圆周 运动的分析方法
例:如图所示,一束电子(电量为e)以速度v0垂直射入磁感
应强度为B,宽为d的匀强磁场中,穿出磁场时速度方向与 电子原来入射方向的夹角为30◦,则电子的质量是_____ , 穿过磁场的时间____。
d
A
B
╯30º
O
⑴ 圆心的确定:
因为洛伦兹力指向圆心,根据 F v ,画出粒子运动
轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场两点)的F 的方向,沿两个洛伦兹力F画延长线,两延长线的交 点即为圆心.
⑵ 半径的确定和计算:
利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心 角)。并注意以下两个重要的几何特点:1离子速 度的偏向角(φ )等于回旋角(α),并等于AB弦与 切线的夹角(弦切角θ )的二倍(如图),即φ=α=2 θ=ωt。 2相对的弦切角(θ)相等,与相邻的弦切角( θ' )互补, 即θ+ θ' =180。。
v (3)粒子在磁场中运动时间的确定: oφ
Aθ θB
利用回旋角(即圆心角α)与弦切角的
关计系 算,出或圆者心利角用α的四大边小形,内有角公和式等t=于2360T。
α
o
v
可求出粒子在磁场中的运动时间o 。
(4)注意圆周运动中有关对称的规律:
如从同一边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界 的夹角相等;在圆形磁场内,沿径向射入的粒子,必须沿径 向射出。
1、求粒子初速度.
2、粒子在磁场中运动的时间。
D
E O θ
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A头条 映画 http://www.mdpro1.me/ 影视 中文电影
例:如图在第一象限有垂直于纸面向里的磁场,一对正负电子 以相同的速率,沿与X轴成30º角的方向从原点射入磁场,则正 负粒子在磁场中运动时间比为——
y
x
例:如图匀强磁场宽度为L,磁感应强度位B,方向垂直纸 面向里,有一质量为m,电量为q 的正离子,以初速度垂 直磁场方向从小孔C射入磁场后从磁场右边界A点射出, 已知AB间距离为L.