带电粒子在磁场中运动(I)

《带电粒子在磁场中运动(I)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《带电粒子在磁场中运动(I)（10页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、3.6 带电粒子在磁场中的运动（二）主编：金生华 主审：张国平 班级 姓名 学号 教学目标：1学会寻找带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径2能够处理带电粒子在匀强磁场中做非完整匀速圆周运动时间教学重难点： 1如何确立带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间难点解析1、如何确立带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间？（1）圆心的确定。因为洛伦兹力f指向圆心，根据fv，画出粒子运动轨迹上任意两点（一般是射入和射出磁场的两点）的f的方向，其延长线的交点即为圆心。（2）半径的确定和计算。圆心找到以后，自然就有了半径（一般是利用粒子入、出磁场时的半径）。半径的

2、计算一般是利用几何知识，常用解三角形的方法及圆心角等于圆弧上弦切角的两倍等知识。（3）在磁场中运动时间的确定。利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360计算出圆心角的大小，由公式t=T可求出运动时间。有时也用弧长与线速度的比。如图所示，还应注意到：速度的偏向角等于弧AB所对的圆心角。偏向角与弦切角的关系为：180，=2；180，=360-2；（4）注意圆周运动中有关对称规律如从同一直线边界射入的粒子，再从这一边射出时，速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。典型例题【例1】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

3、场中，穿过磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是300，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间是多少？【例2】如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率V0垂直射入匀强磁场，入射方向与CD边界间夹角为。已知电子的质量为m，电荷量为e，求：（1）为使电子能从磁场的另一侧EF射出，电子的速率v0至少多大？（2）若电子从磁场的CD一侧射出， 则电子在磁场中的运动时间是多少？【例3】如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。电量为q、质量为m的带正电的粒子从磁场边缘A点沿圆的半径AO方向射入磁场，离开磁场时速度方

4、向偏转了60角。试确定：（1）粒子做圆周运动的半径；（2）粒子的入射速度；（3）若保持粒子的速度不变，从A点入射时速度的方向顺时针转过60角，求粒子在磁场中运动的时间。1如图8-2-18正、负电子垂直磁场方向沿与边界成=300角的方向射入匀强磁场中，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为 ( )A1：1 B1：2 C1：5 D1：6图8-2-182如图8-2-19所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量相同的正、负离子，从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成角，若不计重力，则正、负离子在磁场中( )图8-2-19A运动的时间相同B运动的轨道半径相同C重新回到边界时速度大

5、小和方向都相同D重新回到边界的位置与O点距离相等3如图8-2-20所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中放置一个光滑绝缘的“”形轨道，两轨道的倾角相等，带等量负电荷的小球A、B同时从轨道顶部无初速度下滑，则下列说法正确的是()图8-2-20A两球沿轨道下滑的加速度大小相等B经过一段时间，B球离开轨道C两球沿轨道下滑时速率始终相等D经过一段时间，A球将离开轨道4如图8-2-21所示，虚线框内为一长方形区域，该区域内有垂直于长方形指向纸面的匀强磁场一束质子以不同的速度从O点垂直于磁场方向沿着图示的方向射人磁场后，分别从a、b、c、d四个点射出磁场，比较它们在磁场中运动时间是( )图8-2-21Ata=

6、tb=tc BtatbtctdCta=tbtctctdA竖直向下沿直线射回地面B相对于原直线运动方向向东偏转C相对于原直线运动方向向西偏转D相对于原直线运动方向向北偏转6如图8-2-23所示，在x0、y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于oxy平面向里，大小为B现有一质量为m，电荷量为q的带电粒子，在x轴上到原点O的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度垂直于磁场的方向射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场不计重力的影响，由这些条件可知( )A可以确定粒子通过y轴时的位置B可以确定粒子速度的大小C可以确定粒子在磁场中运动所经历的时间D以上三个判断都不对图8-2-23

7、7回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是用分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在越过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图8-2-24所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是A增大电场的加速电压B增大磁场的磁感应强度C减小狭缝间的距离D增大D形金属盒的半径图8-2-24 长为L、间距也为L的两平行金属板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B。今有质量为m、带电荷量为q的正离子从平行板左端中点以平行于金属板的方向射入磁场。欲使离子不打在极板上，入射离子的速度大小应满足的条件是（ ） 以上正

8、确的是（ ） A、B、C、只有D、只有如图所示，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，MON=120时，求：带电粒子在磁场区域的偏转半径R及在磁场区域中的运动时间。检测2、边长为a的正方形，处于有界磁场中，如图所示，一束电子以某一速度水平射入磁场后，分别从A处和C处射出，则vA:vC= ，所经历的时间之比tA:tB= 。检测3、如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。电量为q、质量为m的带正电的粒子从磁场边缘A点沿圆的半径AO方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了60角。试确定

9、：（1）粒子做圆周运动的半径；（2）粒子的入射速度；（3）若保持粒子的速度不变，从A点入射时速度的方向顺时针转过60角，求粒子在磁场中运动的时间。9如图8-2-26所示，在y ac。一束带正电的粒子以不同的速度v沿cd边从c点射入磁场，不计粒子的重力，关于粒子在磁场中的运动情况下列说法中正确的是 A入射速度越小的粒子，其运动时间越长B从ac边出射的粒子的运动时间都相等C从ab边出射的粒子速度越大，运动时间越短D粒子不可能从bd、cd边出射2、(2010郑州模拟)圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着AOAOabc方向对准圆心O射入磁场，其

10、运动轨迹如 图所示若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是 (BC)Aa粒子速率最大Bc粒子速率最大Ca粒子在磁场中运动的时间最长D它们做圆周运动的周期TaTbTcb300BOPQac3、如图所示，P、Q是竖直放置的平行板电容器，直角三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场,电容器Q板中央有一个小孔恰好跟直角三角形abc的顶点c对接，其中ab=ac/2=l,磁场的ab边界平行于平行板P和Q，若在P板上正对Q板小孔的O处，静止释放一个带电量为-q、质量为m的带电粒子（重力不计），则关于带电粒子在磁场中的运动下列说法正确的是（ ）A. P、Q之间电压越大，带电粒子在磁

11、场中的运动时间越短B. 若带电粒子在磁场中的运动时间与P、Q间的电压无关，则P、Q两板间的最大电压为C. 若P、Q间的电压,则UPQ,越大带电粒子在磁场中的运动时间越大D. 带电粒子在磁场中的运动时间总是与P、Q间的电压无关4、如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁oCAB600s场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于T/6（T为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC射出的

12、粒子在磁场中运动的最长时间为（ ）AT/3 BT/2 C2T/3 D5T/6v1v2v3v3v2v16003005、三个速率不同的同种带电粒子，如图所示沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，从下边缘飞出时，对入射方向的偏角分别为90、60、30它们在磁场中运动时间比为_cabcd0v06、如图所示，一足够长的矩形区域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矩形区域ad边的中点O处垂直磁场射入一速度方向跟ad边夹角为30、大小为v0的带电粒子已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L，重力影响忽略不计（1）试求粒子能从ab边上射出磁场的v0的大小范围？（2）问粒子在磁场中运动的最长时间是多少？）在这种情况下，粒子从磁场区域的某条边射出，试求射出点在这条边上的范围aOb7、如图所示，在真空中半径r3.0102 m的圆形区域内，有磁感应强度B0.2 T，方向如图的匀强磁场，一批带正电的粒子以初速度v01.0106 m/s，从磁场边界上直径ab的右端a沿着各个方向射入磁场，且初速度方向与磁场方向都垂直，该粒子的比荷为q/m1.0108 C/kg，不计粒子重力求：(1)粒子的轨迹半径；(2)粒子在磁场中运动的最长时间