Transcript 带电粒子在磁场中运动规律探究

带电粒子在磁
场中的运动
带电粒子在磁场中
的运动
例1
解析
练1
解析
例2
解析
练2
解析
例3
解析
练3
解析
一个粒子在单一磁场中的运动
• 例1、如图所示，一束电子
（电量为e）以速度v垂直 A
射入磁感应强度为B，宽度
为d的匀强磁场中，穿透磁
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＿＿＿ ，穿
透磁场的时间是＿＿＿＿ 。O
v0
d
v0
B
一个粒子在单一磁场中的运动
• 例1、
解析：
f
O
v0
300
一个粒子在单一磁场中的运动
• 练习：如图所示，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θ角，若不计重力，则正、负离子
在磁场中：
• Ａ、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小和方向
都相同
• Ｄ、重新回到边界的位置与Ｏ点的距
离相等
θ
Ｏ
一个粒子在单一磁场中的运动
• 练1、 O2
解析：
θ
Ｏ
O1
多个粒子在单一磁场中的运动
• 例2、如图所示在真空中XOY平
面的X＞0区域内，磁感应强度B
＝1.0Χ10 － 2T的匀强磁场，方向
与 XOY 平 面 垂 直 ， 在 X 轴 上 P
（10，0）点，有一放射源，在
XOY平面内各个方向发射速度V
＝1.0Χ105m/S的带正电的粒子粒
子质量m＝1.0Χ10-26Kg粒子的带
电 量 为 q ＝ 1.0Χ10-18C, 则 带 电 粒
子打到Y轴上的范围为＿＿＿＿
＿（重力忽略）
y(cm)
x(cm)
O
P
多个粒子在单一磁场中的运动
y
• 练习：如图所示，在xoy平面
内有许多电子（质量为m，
电量为e）。从坐标原点O不
断地以相同大小的速度v0 沿
不同方向射入第Ⅰ象限。现
O
加上一个垂直于xoy平面的磁
感应强度为B的匀强磁场 ，
要求这些电子穿过该磁场后
都能平行于x轴向+x方向运动，
试求符合该条件的磁场的最
小面积。
x
一个粒子在多个磁场中的运动
• 例3、如图所示，空间分布图
示的匀强电场E（宽为L）和
匀强磁场B，一带电粒子质量
为m、电量为q（不计重力）。Ａ
从A点由静止释放后经电场加
速后进入磁场，穿过中间磁
场进入右边磁场后能按某一
路径再返回A点而重复前述过
程。求中间磁场的宽度d和粒
子的运动周期（虚线为磁场
的分界线，并不表示有什么
障碍物）
一个粒子在多个磁场中的运动
• 练习:如图所示，两个磁感
应强度均为B，但方向相反 ｖ
的匀强磁场，OP是它们的
Ｏ
分界面，有一束带电量均
为Q，但质量不同的粒子
经相同电场加速后，从O
处垂直于OP面进入磁场，
已知加速电场的电压为U，
OP＝Ｌ。若不计重力，求：
这束粒子中能够到达Ｐ点
的粒子质量应满足的条件。
Ｐ
巩固练习 1
• 1、如图所示中的理想圆
形磁场，半径为R，磁
感应强度为B，一质子
（质量m，电量e）向圆
心方向射入磁场，离开
磁场时方向与入射方向
夹角为120º，则质子通
过磁场所用的时间等于
多少？
Ｏ
巩固练习 1
• 解析
Ｏ’
Ｏ
巩固练习 2
• 2、如图所示，在x轴上方
（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，在磁场中到
达的最大x=
，最大
y=
。
y
v
x
O
巩固练习 3
• 3、如图所示，在垂直xoy坐标
y
平面方向上有足够大的匀强磁
场区域，其磁感应强度B=1T，
一质量为m=3 X 10-16kg,电量为
q=1 X 10-8C的带正电质点（其 O
重 力 忽 略 不 计 ） ， 以 v=4 X
106m/s速率通过坐标原点O，而
后历时4πX10-8s飞经x轴上A点，
试求带电质点作匀速圆周运动
的圆心坐标，并坐标系中画出
轨迹示意图。
x
A
巩固练习 3
y
• 解析
O1
A
O
O2
x
小结
1、依题意画出轨
迹及特殊点的速度
方向，再根据速度
方向找出半径和圆
小结
2、通过几何图形，
找出半径和题中
已知长度之间的
几何关系
小结
3、通过几何图形
找出圆心角，再
通过周期求出粒
子运动时间