带电粒子在磁场中的花样运动(6 页)Good is good, but better carries it
精益求精，善益求善
带电粒子在磁场中的花样运动 带电粒子在电场和磁场中的运动分别要受到电场力和洛仑兹力的作用,电场力会改变粒子的速度大小,而洛仑兹力只能改变速度方向
在电场力和洛仑兹力交替作用下,粒子时而在磁场中做圆周运动,时而进入电场做匀变速直线运动,时而进入另一磁场,使轨道的圆心发生变化或轨道的半径发生改变
这样,粒子的运动就在不断地变化、不断地重复进行着
所以粒子在不同的电磁场空间运动将会形成各式各样奇异、漂亮的运动图案
有的像心连着心，有的像盛开的花朵，有的像海星、有的像花园护栏、有的像一个灯泡等
这些图案具有和谐、对称、统一的美，将会带给学生美的享受，能使他们体会到物理的美
1．磁场+磁场例 1、如图所示，在边界上方和下方分别有垂直纸面对里向外的匀强磁场，磁感应强度都为 B
一质量为 m,电量为 q 的负离子，以速度 vo从边界上的 P点沿纸面且垂直于边界向上射出
⑴ 试分析离子的运动情况，并画出其运动轨迹；⑵若将边界上方磁场的磁感应强度的大不改为 2B,方向改为向外，则情况又会如何
⑶试计算上面两种条件下，粒子的运动周期 T 及沿分界面推动的平匀速度大小，经过 n 周期进沿分界面推动的距离
解析：两种情况的轨迹如图所示
例 2、如图所示，在半径为 R 的圆形区域内外分别存在着垂直纸面对里和向外的匀强磁场，磁感应强度都为 B
一质量为 m、电量为 q 的正离子，以速度过 vo从边界上的 P 点沿指向圆心O 点的方向射入磁场
已知满足条件 R=mvo/qB
⑴试分析离子的运动情况，并画出其运动轨迹；⑵若将圆形区域外磁场的磁感应强度的大小改为 B/3，方向改为向外，则情况如何
解析：⑴粒子从 P 点出发，在洛仑兹力作用下向右偏转，经历 1/3 圆周后沿径向进入外
