带电粒子在匀强磁场中的运动上课.ppt

第三章磁场判断下图中带电粒子（电量q，重力不计）所受洛伦兹力的大小和方向：
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力就是它做圆周运动的向心力一、带电粒子在匀强磁场中的运动A.磁场B越强，r和T均越小。
因B越大，粒子偏转越明显，轨道半径变小，周长短，故转动一周所需时间也越短。
B.比荷q/m越小，r和T均越大。
因q/m小，说明粒子q小m大。q小则F小，m大则惯性大，运动状态不易改变，故在此两因素的共同影响下，粒子在磁场中偏转便不明显，转动一周所需时间也长。通过格雷塞尔气泡室显示的带电粒子在匀强磁场中的运动径迹va3、v与B既不平行也不垂直时，
粒子做等距螺线运动。
当v与B成任一夹角θ时，可将v分解为
v⊥和v∥两个分量，粒子的运动可看作
是v⊥方向的匀速圆周运动与v∥方向
的匀速直线运动的合运动。
故其运动轨迹为一条等距螺线。二、带电粒子在有界磁场中的运动d①圆心的确定β粒子在磁场中做圆周运动的对称规律：
从同一直线边界射入的粒子，
从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。入射角300时.入射角1500时.①从一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角（弦切角）相等.v0练习4：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平面并指向纸面向里，磁感强度为B.一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）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θ=30°.求：
（1）该粒子射出磁场的位置
（2）该粒子在磁场中运动的时间.（粒子所受重力不计）a练习6：如图直线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？射出磁场的时间差是多少？练习7：圆形区域内存在垂直纸面的半径为R的匀强磁场，磁感强度为B，现有一电量为q、质量为m的负粒子从a点沿圆形区域的直径射入，设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为60°，求此离子在磁场区域内飞行的时间。练习8：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的带负电粒子（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？三、与磁场有关的科学仪器（1）正电荷以v0运动能否通过小孔S？练习9：如图所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内（磁场水平向内），有一粒子恰能沿直线飞过此区域（不计离子重力）（）
A．若粒子带正电，E方向应向下
B．若粒子带负电，E方向应向上
C．若粒子带正电，E方向应向上
D．若粒子带负电，E方向都向下练习10：在图虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场．已知从左方P点处以速度v水平射入的电子，穿过此区域未发生偏转，设重力可忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是：
A.E和B都沿水平方向，并与v方向相同
B.E和B都沿水平方向，并与v方向相反
C.E竖直向上，B垂直纸面向外
D.E竖直向上，B垂直纸面向里拓展创新+3、质谱仪练习11：质谱仪构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看为零），经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为X，可以判断()
A．若离子束是同位素，则X越大，离子质量越大
B．若离子束是同位素，则X越大，离子质量越小
C．只要X相同，则离子质量一定相同
D.只要X相同，则离子的荷质比一定相同四、带电粒子在复合场中的运动解：（1）粒子从M到N做类平抛运动，N点速度分解如图（3）由图知作业：如图所示，在y＞0的空间存在匀强电场，场强沿y轴的负方向；在y＜0的空间，存在匀强磁场，磁感应应强度垂直于纸面向外。一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的P1点时速率为v0，方向沿x轴的正方向；然后经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y=－2h处的P3点，不计重力，求：
（1）电场强度的大小；
（2）粒子到达P2点时
速度的大小和方向；
（3）磁感应强度的大小。4、回旋加速器练习12：回旋加速器中磁场的磁感应强度为B，D形盒的直径为d，用该回旋加速器加速质量为m、电量为q的粒子，设粒子加速前的初速度为零。求：（1）两个D形盒内有无电场？
（2）离子在D形盒内做何种运动?
（3）所加交流电频率是多大?
（4）离子离开加速器的速度为多大？最大动能为多少?