带电粒子在匀强磁场中的运动公开课VIP专享VIP免费

第三章磁场Fv+Fv+Fv++轨迹平面与磁场垂直因为带电粒子的初速度和所受洛伦兹力的方向都在跟磁场方向垂直的平面内,没有任何作用使粒子离开这个平面速度大小不变因为洛伦兹力总是跟粒子的运动方向垂直,所以粒子的速度大小不变速度方向时刻改变因为洛伦兹力总是跟粒子的运动方向垂直,所以速度方向改变受力大小不变因为速度大小不变,所以洛伦兹力大小也不变受力方向时刻改变因为速度方向改变,所以洛伦兹力方向也改变运动轨迹圆因为带电粒子受到一个大小不变，方向总与粒子运动方向垂直的力，因此带电粒子做匀速圆周运动，其向心力就是洛伦兹力带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态一、带电粒子在匀强磁场中的运动磁场中的带电体一般可分为两类：1、带电粒子：如电子,质子,α粒子,正负离子等.这些粒子所受重力比洛仑磁力小得多,除有说明或暗示外，一般都不考虑重力(但并不能忽略质量).2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等.除有说明或暗示外,一般都考虑重力.带电体是否考虑重力,要根据题目暗示或运动状态来判定.1)圆半径r2)周期T一、带电粒子在匀强磁场中的运动3、运动规律2vqvBmr2rTv半径r跟速率v成正比.周期T跟圆半径r和速率v均无关.qBmvrqBmT2图中MN表示真空中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B.一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板上的初速度v射入磁场区域,最后到达平板上的P点,已知B、v以及P到O的距离L,不计重力,求此粒子的电荷量q与质量m之比q/m.0PBMNL例12v/BLabPv课堂练习如图所示,一带正电粒子质量为m,带电量为q,从隔板ab上一个小孔P处与隔板成45°角垂直于磁感线射入磁感应强度为B的匀强磁场区,粒子初速度大小为v,则(1)粒子经过多长时间再次到达隔板？(2)到达点与P点相距多远？(不计粒子的重力)qBmTt24qBmvRS22•1、找圆心：•2、定半径：•3、定时间：Tt2qBmT2注意：θ用弧度表示利用F⊥v利用弦的中垂线带电粒子在匀强磁场中的运动几何法求半径向心力公式求半径如图所示,一束电子(电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300.求:(1)电子的质量m(2)电子在磁场中的运动时间tdBeθv课堂练习vqBdm2vdTt12360303、如图所示，在直线MN的右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直向里。电子(电量e、质量m)以速度v从MN上的孔A，垂直于MN方向射入匀强磁场，途经P点，并最终打在MN上的C点、已知AP连线与速度方向的夹角为θ，不计重力。求（1）A、C之间的距离（2）从A运动到P点所用的时间。ANMPvθ2、如图所示，在半径为R的圆的范围内，有匀强磁场，方向垂直圆所在平面向里．一带负电的质量为m电量为q粒子，从A点沿半径AO的方向射入，并从C点射出磁场．∠AOC＝120o．则此粒子在磁场中运行的时间t＝__________．(不计重力)．ABRvvO120°C粒子穿过圆形磁场区域情境如图中圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，现有一电量为q，质量为m的正离子从a点沿圆形沿圆形区域的直径射入区域的直径射入，设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为600，求此正离子在磁场区域内飞行的时间及射出磁场时的位置。ao由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。注注::画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）线）,,偏角可由求出。经历时间由偏角可由求出。经历时间由得出得出Rr2tanBqmtrvRvO/OӨ长为L的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁场,如图所示,磁场强度为B,板间距离也为L,板不带电,现有质量为m,电量为q的带正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直磁场以速度v平行极板射入磁场,欲使粒子不打在极板上,则粒子入射速度v应满足什么条件?+qmvLLB课堂练习圆心一定在与速度方向垂直的直线上1)可以通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线,交点就是轨迹的圆心带电粒子做匀速圆周运动圆心的确定2)可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其连线的中垂线,交点就是圆弧的圆心4)当粒子运动的圆弧所对的圆心角为α时,其运动时间为Tt23)在圆周与割线的两个交点上速度与割线的夹角相等