带电粒子在匀强磁场中的运动第课时公开课PPT文件格式下载.ppt
- 文档编号:8051559
- 上传时间:2023-05-10
- 格式:PPT
- 页数:34
- 大小:1.07MB
带电粒子在匀强磁场中的运动第课时公开课PPT文件格式下载.ppt
《带电粒子在匀强磁场中的运动第课时公开课PPT文件格式下载.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《带电粒子在匀强磁场中的运动第课时公开课PPT文件格式下载.ppt(34页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
两速度垂线的交点即圆心。
三、粒子在有界磁场中运动,O,B,1、如何确定圆心,A,v,方法一:
方法二:
一速度垂线与弦的垂直平分线的交点。
三、粒子在有界磁场中运动,30,O,B,v,A,v,r,r,30,2、如何确定半径,方法:
用几何关系求解,由几何关系得,r=d/sin30o=2d,30,O,B,v,A,v,r,r,30,3、如何确定运动时间,粒子在磁场中运动的角度关系,圆心角,弦切角,角度关系:
4.圆心角的确定,例2、如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为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的夹角是30,则电子的质量是多少?
穿过磁场的时间又是多少?
电子穿过磁场的时间为:
由几何关系得:
由牛顿第二定律得,解:
总结:
粒子在磁场中运动的解题思路,找圆心,画轨迹,求半径,求时间,例:
如图所示,一束电子(电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300。
求:
(1)电子的轨道半径r=?
(2)电子在磁场中的运动时间t=?
四、带电粒子在有界磁场中做圆周运动的分析方法,已知入射方向和出射方向,与速度垂直的半径交点就是圆弧轨道的圆心。
(1)定圆心:
已知入射方向和出射点的位置时,半径与弦中垂线的交点就是圆弧轨道的圆心。
(2)定半径:
向心力公式求半径一般利用几何知识,常用解三角形的方法,(3)定运动时间:
利用几何知识计算出圆心角的大小,由公式可求出运动时间。
例:
如图所示,在半径为R的圆的范围内,有匀强磁场,方向垂直圆所在平面向里一带负电粒子,从A点沿半径AO的方向以速度v射入,并从C点射出磁场AOC120o求此粒子在磁场中运动的轨道半径r运行的时间t,例:
一个质量为m电荷量为+q的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x正方向成60的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。
求
(1)r和运动时间t
(2)射出点的坐标。
P,0,粒子在磁场中做圆周运动的对称规律:
在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出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。
如图,虚线上方存在无穷大的磁场,磁感应强度为B,一带正电的粒子质量m、电量q、若它以某一速度沿与虚线成300、900、1500、角分别射入,请你作出上述几种情况下粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。
入射角300时,入射角1500时,思考:
一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一个匀强磁场,粒子后段轨迹如图所示,轨迹上的每一小段都可近似看成是圆弧.由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减少(带电量不变).从图中情况可以确定A.粒子从a到b,带正电B.粒子从b到a,带正电C.粒子从a到b,带负电D.粒子从b到a,带负电,B,2v,T=2m/eB,例1、匀强磁场中,有两个电子分别以速率v和2v沿垂直于磁场方向运动,哪个电子先回到原来的出发点?
两个电子同时回到原来的出发点,运动周期和电子的速率无关,轨道半径与粒子射入的速度成正比,v,两个电子轨道半径如何?
例2一个带负电粒子(质量为m,带电量为q),以速率v在磁感应强度为B的匀强磁场中做逆时针圆周运动(沿着纸面),则该匀强磁场的方向为垂直于纸面向里还是向外?
粒子运转所形成的环形电流的大小为多大?
v,F=qvB,匀强磁场的方向为垂直于纸面向外,I=q/t,I=q/T,T=2(mv/qB)/v,I=q/T=q2B/2m,3、如图所示,一束电子(电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300。
(1)电子的质量m=?
30,1.圆心在哪里?
2.轨迹半径是多少?
思考,O,B,v,例3:
r=d/sin30o=2d,r=mv/qB,t=(30o/360o)T=T/12,T=2m/qB,T=2r/v,小结:
r,t/T=30o/360o,A,=30,v,qvB=mv2/r,t=T/12=m/6qB,3、偏转角=圆心角,1、两洛伦兹力的交点即圆心,2、偏转角:
初末速度的夹角。
4.穿透磁场的时间如何求?
3、圆心角=?
F,F,v,O,P,B,S,C,画轨迹,连接OP,作垂直平分线交OS于O,半圆,R=mv/qB,OS=2R=2mv/qB,OOP=2,T=2m/qB,t=2T/2=2m/qB,=qBt/2m,或OOP=2=SOP/R,解:
(1)找圆心O,定半径R,2,例4一个负离子,质量为m,电量大小为q,以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中,如图所示。
磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直,并垂直于图中纸面向里。
(1)求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离。
(2)如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P,证明:
直线OP与离子入射方向之间的夹角跟t的关系是=qBt/2m,。
qvB=mv2/R,t/T=2/2,2=SOP/R=vt/R=qBt/m=qBt/2m,
(2)如何求tOP?
t/T=/2,(3)、离子进入磁场后经过时间t到达位置P速度方向偏转了多少角?
偏转角=圆心角=2,f,1、找圆心:
方法2、定半径:
3、确定运动时间:
注意:
用弧度表示,t=(o/360o)T,二、解决带电粒子在匀强磁场中运动的方法,找圆心,画轨迹,1、已知两点速度方向,2、已知一点速度方向和另一点位置,两洛伦兹力方向的延长线交点为圆心,弦的垂直平分线与一直径的交点为圆心,300,M,N,B,例3、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?
射出的时间差是多少?
解:
有牛顿第二定律得,例4:
一个质量为m、电荷量为的正粒子,从容器下方的小孔S1飘入电势差为的加速电场,然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁场中,最后打到照相底片上求:
()求粒子进入磁场时的速率()求粒子在磁场中运动的轨道半径,质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具,牛顿第二定律得,解:
由动能定理得,小结:
一、匀速圆周运动的半径、速率和周期,半径:
周期:
时间:
洛伦兹力提供向心力:
二、粒子在磁场中运动的解题思路,找圆心,画轨迹,求半径,求时间,谢谢,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 带电 粒子 磁场 中的 运动 课时 公开