9-6带电粒子在有界磁场中运动.ppt

高中物理总复****br/>选修 3-1
第九章磁场
§ 带电粒子在有界磁场中的运动
1
θ
v
一、带电粒子进、出有界磁场的对称性

⑴进、出磁场速度方向相对边界对称
⑵正、负电荷飞出点相对入射点对称
思考:
①进、出点之间距离多大?
②在磁场中运动时间多长?
(与边界夹角相等)
x=2R sin
θ
t=
2
2
π
T
θ
t=
2 2
2
T
π- θ
π
B
2
一、带电粒子进、出有界磁场的对称性

沿径向进入磁场,一定沿径向飞出磁场。
思考:
⑴偏向角多大?
⑵通过磁场的时间多长?
B
R
O
θ
r
θ
tan =
θ
2
R
r
v
q,m
r=
mv
qB
t=
2
π
T
θ
T=
2 m
qB
π
3
二、带电粒子在有界磁场中运动的临界问题

⑴轨迹圆缩放法
(速度方向不变,速度大小变化)
例题:如图所示,两个宽度均为d的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于纸面向里和向外。从左边界上O点沿与边界成60°的方向射入质量为m、电荷量为q带负电的速率不同的粒子。试求能穿过两个磁场区域的粒子速率应满足什么条件。
60°
O
v
B
B
思考:从右边界穿出的粒子速度沿什么方向?
大小临界
4
二、带电粒子在有界磁场中运动的临界问题

⑵轨迹圆旋转法
(速度大小不变,速度方向变化)
例题:如图所示,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B = ,磁场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行,在距ab的距离l=16cm处,有一个点状粒子放射源S,它向各个方向发射粒子,速率都是v=×106m/s,粒子的比荷(q/m)=×107C/kg,现只考虑在图纸平面中运动的粒子,求ab上被粒子打中的区域的长度。
a
b
S
l
方向临界
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二、带电粒子在有界磁场中运动的临界问题

《物理资料》151页第3题:
如图所示,一带电质点,质量为 m,电荷量为 q,以平行于Ox轴的速度 v从 y 轴上的 a 点射入如图所示的坐标系中的第一象限的区域,为了使该质点能从 x 轴上的b点以垂直于Ox轴的速度 v 射出,