9-3 帶電粒子的圓周運動

1、均勻強磁場中帶電粒子的圓周運動，第一次會話，1，粒子在磁場中進行勻速圓周運動的三個基本公式：1。帶電粒子速度方向與磁場垂直時，帶電粒子在垂直于磁感應(yīng)線的平面上進行勻速圓周運動，洛倫茲力為向心力：2。軌跡半徑，3。周期，(t與r，v無關(guān))，2，帶電粒子在均勻磁場中進行圓周運動的三個核心問題，1，中心設(shè)置：方法2，固定半徑：3，確定移動時間：注意：以弧度表示：圖10，標(biāo)題1，圖10正如p點的坐標(biāo)所示，已知粒子的動能為Ek=1.010-13J，而不考慮粒子重力。(1)均勻磁場的磁強度方向和大??；(2)粒子在磁場中從o點移動到y(tǒng)軸的時間。解決方案：(1)磁場方向垂直紙向內(nèi)。粒子在磁場中進行勻速圓周運動

2、，軌道，幾何關(guān)系已知，r=25cm，(2)，圖13，圖14，A粒子以正電b發(fā)射粒子的最大速度c保持d和l，增加b，增加發(fā)射粒子的最大速度和最小速度的差值保持d和b不變答案BC，答案BC，2008年高考四千里綜合19，19 x軸上有垂直于紙張的均勻磁場，入射方向和x軸上的角度=45的話，v1，v2的兩個粒子分別在A和B的兩點處射磁場，60的話，要在ab的中點C處射粒子，速度為()，A B C D，D，下一頁圖為：速度為45，速度為v2的粒子在b點發(fā)射磁場，速度為v3的粒子=60時在c點發(fā)射磁場，如圖所示。如9圖所示，L1和L2是平行虛線，L1上方和L2下方是均勻磁場，垂直紙張指向內(nèi)部，具有相同的

3、磁劉濤強度，AB兩點都在L2中，帶電粒子從第一速度v和L2射出到300，偏轉(zhuǎn)后正好通過b點，經(jīng)過b點時，速度方向也必須是傾斜上升的，與A帶電粒子通過b點時的速度相同。在b點a，帶電粒子的初始速度增大(方向保持不變)時，可以通過b點c。在點a，帶電粒子的初始速度從L2變?yōu)?00角，b點d .粒子不一定帶正電荷。A B，參見下一頁，解決方案，從a到B繪制q的軌跡圖(例如對稱關(guān)系，CD=EB，通過B點)，AB=Lctg-CD Lctg EB=2Lctg與v無關(guān)。b對，=300點，=600點，帶電粒子以600噴射，三個周期必須通過b點。選項c無效。與-q的軌跡圖一樣，帶電粒子也可以移動到點b。選項d無

4、效。，如圖15中所示，ABCDEF是一個邊長為l的立方體，每條邊都是絕緣板。盒子外面有垂直紙朝內(nèi)，范圍足夠大的均勻磁場，磁劉濤強度b在盒子里有兩個與AF邊平行的金屬板m，n和金屬板n在盒子中央的o點附近，金屬板，m和盒子AF邊的中點有一個小孔。兩個孔和o點位于同一條直線上?，F(xiàn)在，我們靜靜地放置正電子粒子，其中o點的質(zhì)量為m，電荷為q(不考慮粒子的重力)。(1)在金屬板n和m之間添加電壓UNM=U0時，如果粒子從AF的小孔中出來，然后直接撞擊a點，則查找電壓U0的大小。(2)如果更改金屬板n和m之間添加的電壓，請嘗試判斷粒子是否可以從AF的小孔出來，然后在c點直接碰撞。否則，請說明原因。如果可能

5、，請請求電壓UNM的大小(3)，并在金屬板n和m之間加上適當(dāng)?shù)碾妷?，以便粒子從AF邊孔發(fā)射后正好在最短的時間內(nèi)返回該孔(粒子撞擊長方體的每一側(cè)時不丟失動能)，請嘗試最小的時間。(1)問題，R=L/4，根據(jù)，(2) AF中點為g，連接GC為垂直平分線，與AF延伸線相交為中心o，從相似三角形()得到的R=OG=13L/4，(2)最短時間、圓周半徑、最短時間、跟蹤訓(xùn)練：如圖所示，在空間的一個平面內(nèi)，折線是磁場的分界線，在直線兩側(cè)方向相反、垂直于平面的均勻磁場，磁性劉濤強度大小是折線的頂角A90、p、q是折線的兩點，AP=AQ=L是質(zhì)量為m，電荷為q(2)去除電場，粒子從p點射出后，通過折線的頂點a到

6、達qpoint，初始速度v必須滿足什么條件？(3)第(2)條微粒從p點到qpoint所用的時間最小值，以具荷拉：(1)表示，電場力與洛倫茲力平衡：qE=qv0B，路得記：e=v0b，(2)表示其中，如果n=1、3、5、n取偶數(shù)，則粒子在p到q的過程中計算為原嚴(yán)重度的總和。其中n=2、4、6，要最小化時間，請使用n=1或2。此時，標(biāo)題，第2頁，(3)尋找從p點到QR點移動所用時間的最小值，帶電粒子在均勻磁場中移動到圓周，必須先繪制第二個會話，部分角度由sin=L/R計算。側(cè)移由R2=L2-(R-y)2解釋。經(jīng)過時間是從衍生的。在此，注射速度的反向延長線與初始速度延長線的交點不再是寬度分段的中點，

7、這與平衡場中帶電粒子的結(jié)論不同！標(biāo)題2帶電粒子通過矩形磁場區(qū)域的運動問題，如12011剩余場調(diào)查圖413所示，陰極k發(fā)射的電子的質(zhì)量為m，功率為e，電壓u加速后，電子垂直進入磁劉濤強度為b，寬度為l的均勻磁場(磁場的上下區(qū)域足夠大)。(1)電子進入磁場時的速度大小v；(2)電子離開磁場時的偏轉(zhuǎn)距離d .回顧了具有兩個邊界的直線邊界磁場區(qū)域，注意帶電粒子的入射方向并相應(yīng)地確定可能的流出邊界，根據(jù)中心、半徑進一步確定磁場中的偏轉(zhuǎn)角度、運動時間等的變形問題(雙選擇)，如圖4112所示，l-長水平板之間的磁劉濤強度為b，方向具有垂直于紙張方向的均勻磁場。 帶電荷q的正電粒子(不管重力如何)在左側(cè)板之間

8、的中點垂直磁電感以速度v水平發(fā)射磁場。 為了使粒子不適合極板，()AB，雙選擇，跟蹤訓(xùn)練：在圖414的矩形區(qū)域內(nèi)的均勻磁場中，具有不同速度的三個相同充電粒子以相同方向射出，從下邊緣飛過，入射方向的偏轉(zhuǎn)角度分別為90，60，30時在磁場中運動的時間比例()b，單選擇，跟蹤訓(xùn)練：電子在o點沿紙垂直PQ以速度v0進入磁場。電子在磁場中運動的軌道半徑為2d。o在MN中，OO垂直于MN。下一個判斷是，電子向右偏離b電子擊中MN的點和o點之間的距離，d C電子擊中MN的點和o點之間的距離，d電子在磁場中移動的時間，d，參見下一頁，單個選擇，解決方案：如果電子帶負(fù)電荷，被洛倫茲力向左偏轉(zhuǎn)，a錯誤。繪制電子運

9、動的軌跡，如圖所示：=300，MN中電子對點和o點之間的距離b，c都無效。電子在磁場中運動的時間，1如圖所示，矩形區(qū)域ABCD充滿均勻磁場，磁場方向是縱向紙張方向向內(nèi)，氫原子核沿著ad側(cè)中點的m向與ad側(cè)和磁場垂直的方向以恒定速度發(fā)射磁場。但是，如果從ab側(cè)中點發(fā)射n，將磁場的磁劉濤強度變?yōu)?倍，則其他條件不變。氫原子核釋放磁場的位置是(a是b和n之間的點b是n和a之間的點Ca點d是a和m之間的點，c，單個選擇，22011海南的體積空間存在方向垂直于紙指向內(nèi)部的均勻磁場，圖中的正方形是由兩個粒子構(gòu)成的粒子流，在o點具有相同的電荷，電荷與質(zhì)量不同，但以相同的速度徐璐具有不同的比例)()a入射速度

10、不同的粒子在磁場中徐璐不同b入射速度相同的粒子的移動軌跡必須是c在磁場中同一時間移動的粒子，運動軌跡必須是d在磁場中移動時間更長的粒子，軌跡相遇的中心角度越大，BD，二重選擇， 跟蹤訓(xùn)練：如圖所示，虛線是兩個相鄰均勻磁場區(qū)域1和2的邊界，磁場垂直于紙張內(nèi)部區(qū)域1的磁劉濤強度大小b，區(qū)域2的磁劉濤強度為2B/3兩個區(qū)域的寬度為l 1質(zhì)量的m，電荷為q的粒子從與區(qū)域1的邊界方向垂直的區(qū)域1的p點進入?yún)^(qū)域1，移動到區(qū)域2最后未通過的區(qū)域2。 這個填充粒子的速度。無論重力如何，解決方案：將粒子速度設(shè)置為v，使用R1指示粒子在區(qū)域1中圓周運動的軌道半徑，使用“是”、“R2”指示粒子在區(qū)域2中圓周運動的軌

11、道半徑，使用“是”、“在古瀨車站1中運動的軌跡與在區(qū)域2中運動的軌跡在P1點相切，兩個軌跡的中心與P1O1位于同一直線上，O1位于上邊界設(shè)置PO1P1=是，l=r1sin，l=r 2r 2r 2sin，聯(lián)合注冊，R1=5l/3；替代：圖3，第三會話，在均勻強磁場中帶電粒子的圓周運動，在圓形邊界均勻磁場中3帶電粒子運動的重要技術(shù)規(guī)則1在圓形均勻磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向?qū)R磁場中心發(fā)射的粒子，在2帶電粒子入射方向偏離圓形均勻磁場中心的情況下，(1)粒子沿圖416所示的軌跡移動時。 最大速度偏轉(zhuǎn)角度(2)也可以在416中看到，在軌道圓半徑和速度偏轉(zhuǎn)角度恒定的情況下，實現(xiàn)此偏轉(zhuǎn)的最小磁場圓是以PQ為直線直徑

12、的圓，在2帶電粒子入射方向偏離圓形均勻磁場的中心時，(1)粒子沿著圖416所示的軌跡移動時，在磁場中的最大粒子移動時間，最大速度偏轉(zhuǎn)角度(2)是軌道圓半徑和速度偏轉(zhuǎn)角度偏轉(zhuǎn)角度可以在中獲得。經(jīng)過時間是從衍生的。示例1:直徑為d的圓形區(qū)域具有均勻磁場，磁劉濤強度為b，磁場指向紙外電荷q，質(zhì)量為m的正電荷的粒子，在磁場區(qū)域的一個直徑為AC的a點沿地面發(fā)射磁場。當(dāng)這些粒子在磁場區(qū)域運動時，可以通過將光的方向全部更改為90重力來忽略它們。查找：(1)粒子在磁場區(qū)域內(nèi)移動所需的時間t (2)粒子入射時的速度大小v，解釋：(1)，粒子在均勻磁場內(nèi)移動時，運動周期，粒子速度方向更改為900所需的時間，(2)

13、 帶電荷的粒子(不考慮重力)從a點以徑向沿速度v0垂直于磁場方向進入磁場，從b點拍攝，AOB120，圖419所示，帶電荷的粒子在磁場中移動的時間為()b，單次選擇，圖16，圖17，圖15，a 內(nèi)部和外部圓之間的電位差u為常數(shù)，R1R0，R23R0，電荷量為q，質(zhì)量為m的粒子在內(nèi)部圓的a點進入相應(yīng)區(qū)域，無論重力(1)如何。 a點處初始速度v0的粒子大小(2)如果去除電場(圖b所示)，則從OA延長線和外圈的交點c向速度v2射出的粒子在OA延長線和45度方向發(fā)射，求出磁劉濤強度的大小以及粒子在磁場中運動的時間。(3)在圖b中，當(dāng)粒子從a點進入磁場時，速度大小為v3，方向不確定。要使粒子一定能從外圓射

14、出，磁劉濤強度必須有多?。拷鉀Q帶電粒子在圓形邊界磁場中圓周運動問題的關(guān)鍵是確定軌道半徑和磁場半徑之間的關(guān)系，跟蹤訓(xùn)練。如圖所示，兩個同心圓，分別為r和2r的半徑，兩個圓之間的環(huán)形區(qū)域在垂直方向的均勻磁場中，磁劉濤強度為b。中心o有一個輻射源，假定發(fā)射粒子的質(zhì)量為m，電為q，粒子速度方向與紙張平行。(1)在圖中，箭頭表示粒子的初始速度方向，OA和初始速度方向之間的夾角為60，要使粒子在第一次通過磁場后沿AO通過a點，初始速度的大小是多少？(2)要防止粒子穿透環(huán)形區(qū)域，粒子的初始速度不能超過多少？(？解決方案：(1)如圖所示，如果將磁場中粒子的軌道半徑設(shè)置為R1，則由幾何關(guān)系，(1)圖中箭頭表示粒子的初始速度方向，OA和初始速度之間的角度為60，要使粒子在第一次通過磁場后沿AO通過a點，初始速度的大小是多少？說明：在沒有第一個條件限制的情況下，粒子可以對正電荷先逆時針離開磁場，然后沿虛線圓直徑再次進入磁場，因此，如果粒子通過a點，(2)在磁場中將粒子的軌道半徑設(shè)置為R2，則通過幾何關(guān)系，tit