带电粒子在磁场中的图形赏析.ppt
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1、带电粒子在磁场中的图形赏析,感受物理的美,例1:图中MN表示真空室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狭缝O处以垂直于平板的初速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e与质量m之比。,一、“半圆“,例2:如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感强度为B,宽为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成30o夹角,则电子的质量是_,穿透磁场的时间是_。,二、“扇形1“,600,300,变化1:在上题中若电子的电量e,质量m,磁感应强度B及宽度d已知,若要求电
2、子不从右边界穿出,则初速度V0有什么要求?,B,e,d,小结:临界问题的分析方法 1、理解轨迹的变化(从小到大) 2、找临界状态:,B,变化2:若初速度与边界成 =60度角,则初速度有什么要求?,例3:如图所示,在半径为R的圆形范围内有匀强磁场,一个电子从点沿半径方向以射入,从点射出,速度方向偏转了0 求:电子从到运动的时间是?,二、“扇形2“,R,r,600,600,例4:图示在y0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸面里,磁场的磁感应强度为B;一带负电的粒子以速度V0从O点射入磁场中,入射方向在xy平面内,与x轴正方向的夹角为;若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L。 求该粒
3、子的电荷量和质量比 粒子在磁场中的运动时间。,二、“扇形3“,例5:如图所示,以ab为分界面的两个匀强磁场,方向均垂直于纸面向里,其磁感应强度B1=2B, B2=B . 现有一质量为m,带电量为+q的粒子,从O点沿图示方向速度v进入B1中,经过时间t= ? 粒子重新回到O点(重力不计),三、“心形“,例6:MN板两侧都是磁感强度为B的匀强磁场,方向如图,带电粒子从a位置以垂直B方向的速度V开始运动,依次通过小孔b、c、d,已知ab = bc = cd,粒子从a运动到d的时间为t,则粒子的荷质比为多少?,四、“S形 “,例7、如图所示,一个质量为m、电量为q的正离子,从A点正对着圆心O以速度v射
4、入半径为R的绝缘圆筒中。圆筒内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。要使带电粒子与圆筒内壁碰撞多次后仍从A点射出,问发生碰撞的最少次数? 并计算此过程中正离子在磁场中运动的时间t ? 设粒子与圆筒内壁碰撞时无能量和电量损失,不计粒子的重力。,五、“星型 “,例8:如图所示,在x轴上方有垂直于xy平面的匀强磁场, 磁感应强度为B,在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场,场强为E,一质量为m,电量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出,射出之后,第三次到达x轴时,它与O点的距离为L,求此时粒子射出时的速度和运动的总路程(重力不计),六、“拱桥 “,例9、如图真空中两个共轴的圆筒形金属电
5、极,外电极接地,其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a,b,c和d,外筒的外半径为r0,在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线的匀强磁场,磁感应强度B,在两极间加上电压,使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为m,带电量为+q的粒子,从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发,初速为0。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S,则两电极之间的电压U应是多少?(不计重力),七、“花瓣形 “,例10、如图所示,空间分布着有边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,电场宽度为L;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。一个质量为m、电量为q、不计重力的带
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- 带电 粒子 磁场 中的 图形 赏析
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