103帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動

1、帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動10.3?導(dǎo)導(dǎo)1.1.洛倫茲力：磁場對運(yùn)動電荷的作用力洛倫茲力：磁場對運(yùn)動電荷的作用力 2 2洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向 (1) 判斷方法：左手定則 ?磁感線垂直穿過掌心?四指指向正電荷運(yùn)動的方向?拇指指向正電荷所受洛倫茲力的方向? (2) 方向特點(diǎn)：FB，F(xiàn)v.即F垂直于B和v決定的平面 (注意：B和v不一定垂直 ) ?導(dǎo)導(dǎo)3 3洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小 FqvBsin_，為v與B的夾角，如圖所示 (1)vB時，0或 180，洛倫茲力F0. (2)vB時，90，洛倫茲力FqvB. (3)v0 時，洛倫茲力F0 4.4.洛倫茲力的特點(diǎn)洛倫茲力的特點(diǎn) 洛倫茲力不改

2、變帶電粒子速度的大小，或者說，洛倫茲力對帶電粒子不做功 ?導(dǎo)導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動1.若若vB,帶電粒子以入射速度帶電粒子以入射速度v做做勻速直線運(yùn)動。運(yùn)動。2.若若vB,帶電粒子以入射速度帶電粒子以入射速度v做做勻速圓周運(yùn)動。運(yùn)動。3.若若v與與B有夾角，帶電粒子做等間距的螺旋運(yùn)動。有夾角，帶電粒子做等間距的螺旋運(yùn)動。導(dǎo)思：導(dǎo)思：閱讀課本閱讀課本5,65,6節(jié)內(nèi)容，節(jié)內(nèi)容，注意：注意：5 5節(jié)后問題與練習(xí)不做節(jié)后問題與練習(xí)不做6 6節(jié)只看到節(jié)只看到100100頁例題部分，頁例題部分，完成完成102102頁問題與練習(xí)頁問題與練習(xí)1,21,2?議議1. m， -q的粒

3、子（重力不計），從的粒子（重力不計），從O處沿處沿y正方向以正方向以v0射出。若射出。若加上一個勻強(qiáng)磁場，使這個帶電粒子能在加上一個勻強(qiáng)磁場，使這個帶電粒子能在xoy平面內(nèi)一開始就沿平面內(nèi)一開始就沿弧線并通過點(diǎn)弧線并通過點(diǎn)a（x0，y0），點(diǎn)），點(diǎn)a在第一象限，則這個勻強(qiáng)磁場的在第一象限，則這個勻強(qiáng)磁場的方向如何？磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如何？磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)為多大？應(yīng)為多大？2. 圓形勻強(qiáng)磁場半徑為圓形勻強(qiáng)磁場半徑為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。電量為。電量為q (q0)，質(zhì)量為質(zhì)量為m的粒子平行于直徑的粒子平行于直徑ab的射入磁場，射入點(diǎn)與的射入磁場，射入點(diǎn)與ab距離為距離為R/2，粒子射

4、出磁場與射入磁場時運(yùn)動方向間的夾角為，粒子射出磁場與射入磁場時運(yùn)動方向間的夾角為60，求，求粒子的速率？（不計重力）粒子的速率？（不計重力）展展展展D展展空間虛線上方存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為空間虛線上方存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一群電子以不同一群電子以不同速率速率v從邊界上的從邊界上的P點(diǎn)以相同的方向射入磁場，其中某一速率為點(diǎn)以相同的方向射入磁場，其中某一速率為v0的電子從的電子從Q點(diǎn)射出，如圖，已知電子入射方向與邊界夾角為點(diǎn)射出，如圖，已知電子入射方向與邊界夾角為，則由以上條件可判斷則由以上條件可判斷()D DA.該勻強(qiáng)磁場的方向是垂直紙面向外該勻強(qiáng)磁場的方向是垂直紙面向外B.所有電子

5、在磁場中的軌跡相同所有電子在磁場中的軌跡相同C.速度大的電子在磁場中運(yùn)動對應(yīng)的圓心角小速度大的電子在磁場中運(yùn)動對應(yīng)的圓心角小D.所有電子的速度方向都改變了所有電子的速度方向都改變了2展展?重點(diǎn)展重點(diǎn)展如圖所示如圖所示, ,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場, ,一個帶電一個帶電粒子以速度粒子以速度v v從從A A點(diǎn)沿直徑點(diǎn)沿直徑AOBAOB方向射入磁場經(jīng)過方向射入磁場經(jīng)過t t時間從時間從C C點(diǎn)射出點(diǎn)射出磁場磁場,OC,OC與與OBOB成成6060角角. .現(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)楝F(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)関/3v/3仍從仍從A A點(diǎn)沿點(diǎn)沿原方向射入磁場原方向

6、射入磁場, ,不計重力不計重力, ,則粒子在磁場中的運(yùn)動時間變?yōu)?？則粒子在磁場中的運(yùn)動時間變?yōu)椋?展展兩個半徑相同的半圓形光滑軌道置于豎直平面內(nèi)兩個半徑相同的半圓形光滑軌道置于豎直平面內(nèi),分別處于水平方分別處于水平方向的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中。兩個相同的帶正電小球向的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中。兩個相同的帶正電小球a、b同時左同時左端最高點(diǎn)由靜止釋放端最高點(diǎn)由靜止釋放,M、N為軌道最低點(diǎn)為軌道最低點(diǎn),則則( )BCA. 兩個小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度兩個小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度VMVNB.第一次經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時對軌道的壓力第一次經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時對軌道的壓力FMFNC. 磁場中磁場中a小球能到達(dá)軌道另一端

7、最高處小球能到達(dá)軌道另一端最高處,電場中電場中b小球不能到達(dá)小球不能到達(dá)軌道另一端最高處軌道另一端最高處D. a小球第一次到達(dá)小球第一次到達(dá)M點(diǎn)的時間大于點(diǎn)的時間大于b小球第一次到達(dá)小球第一次到達(dá)N點(diǎn)的時間點(diǎn)的時間展展A?展展如圖正方形邊界。一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于如圖正方形邊界。一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場從點(diǎn)磁場從點(diǎn)O入射。兩種粒子帶同種電荷，它們的入射。兩種粒子帶同種電荷，它們的q、m均不同，均不同，但其比荷相同。不計重力。則但其比荷相同。不計重力。則( )BDA: 入射速度不同的粒子在磁場中的運(yùn)動時間一定不同入射速度不同的粒子在磁場中的運(yùn)動時間一定不同B: 入射速度相同的粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡一定相同入射速度相同的粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡一定相同C: 在磁場中運(yùn)動時間相同的粒子，其運(yùn)動軌跡一定相同在磁場中運(yùn)動時間相同的粒子，其運(yùn)動軌跡一定相同D: 在磁場中運(yùn)動時間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定在磁場中運(yùn)動時間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定越大越大1.找圓心找圓心2半徑的確定半徑的確定幾何方法：勾股定理、三角函數(shù)等幾何方法：勾股定理、三角函數(shù)等3粒子在磁場中運(yùn)動時間的確