3.6有界磁场.ppt

《3.6有界磁场.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3.6有界磁场.ppt（11页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1 1轨道半径轨道半径 r，洛伦洛伦兹力提供向心力：兹力提供向心力：由：得：一、一、v垂直垂直B时，粒子做时，粒子做匀速圆周运动匀速圆周运动2 2运动周期运动周期T 由：得：复习复习例例1如图所示，一束电子（电量为如图所示，一束电子（电量为e）以速度以速度v垂直射入磁感应强度为垂直射入磁感应强度为B、宽度、宽度为为d的匀强磁场，穿透磁场时的速度与的匀强磁场，穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为电子原来的入射方向的夹角为300。求求:(1)电子的质量电子的质量m=?(2)电子在磁场中的运动时间电子在磁场中的运动时间t=?例题二例题二 题型一、有界磁场问题新授新授dBev直线边界磁场【分析

2、分析】过过入射点和出射点入射点和出射点粗略画粗略画出出电子的轨迹电子的轨迹作作入射点和出射点的入射点和出射点的速度垂线速度垂线交交于一点于一点O即为圆心即为圆心 过出射点作磁场左边界的垂线过出射点作磁场左边界的垂线由几何知识求半径：由几何知识求半径：r=d/sin 结合结合R=mv/qB可得：可得：dBevOm=2deB/v电子在磁场中的电子在磁场中的运动时间运动时间t=(/3600)T=(1/12)(2 m/qB)=d/3v例例2如图如图10-1210-12所示，带负电的粒子垂直磁场所示，带负电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域，出磁场时速度偏方向进入圆形匀强磁场区域，出磁场时速度偏离原

3、方向离原方向6060角，角，已知带电粒子质量已知带电粒子质量m=3m=31010-20-20kgkg，电量，电量q=10q=10-13-13C C，速度，速度v v0 0=10=105 5m/sm/s，磁场区域的半径磁场区域的半径R=3R=31010-1-1m m，不计重力，求磁，不计重力，求磁场的磁感应强度。场的磁感应强度。（二）圆形边界磁场的对称规律：解析解析画进、出磁场速度的垂线得交点O，O点即为粒子作圆周运动的圆心，据此作出运动轨迹AB，如图10-13所示。此圆半径记为r。1、圆心圆心O的的确定方法确定方法 （1）作出轨迹中任意两点的速度）作出轨迹中任意两点的速度方向的方向的垂线垂线，

4、其延长线的交点即为圆心，其延长线的交点即为圆心 （2）圆轨迹上任意一点的速度方向）圆轨迹上任意一点的速度方向的垂的垂线线与任意一条弦的中垂线的交点即为圆心与任意一条弦的中垂线的交点即为圆心 有界磁场问题解题方法小结有界磁场问题解题方法小结2 求半径的方法：通过作图，用几何边求半径的方法：通过作图，用几何边角关系求半径角关系求半径画曲线、定圆心、定半径、找边角关系画曲线、定圆心、定半径、找边角关系4几个规律：几个规律：偏向角偏向角=圆心角圆心角从同一直线边界射入的粒子，从同一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。边界射出时，速度与边界的夹角相等。在圆形磁场区域内沿径向

5、射入的粒子，在圆形磁场区域内沿径向射入的粒子，必沿径向射出。必沿径向射出。3、求时间求时间t的方法的方法 找出运动对应的找出运动对应的圆心角圆心角则则t=(/3600)T或或t=（/2）T例例3如图所示，在第一象限有磁感应强度如图所示，在第一象限有磁感应强度为为B的匀强磁场，一个质量为的匀强磁场，一个质量为m，带电量为，带电量为+q的粒子以速度的粒子以速度v从从O点射入磁场，点射入磁场，角已知，求角已知，求粒子在磁场中飞行的时间和飞离磁场的位置粒子在磁场中飞行的时间和飞离磁场的位置（粒子重力不计）（粒子重力不计）例例4：如图所示，匀强磁场的磁感应强：如图所示，匀强磁场的磁感应强度为度为B，宽度

6、为宽度为d，边界为边界为CD和和EF。一电一电子从子从CD边界外侧以速率边界外侧以速率V0垂直射入垂直射入匀强磁场匀强磁场,入射方向与入射方向与CD边边界间夹角为界间夹角为。已知电子的质已知电子的质量为量为m，电量为电量为e，为使电子为使电子能从磁场的另一侧能从磁场的另一侧EF射出，射出，求电子的速率求电子的速率V0至少多大？至少多大？CDEFmeVd（1）速度方向一定，大小不定。）速度方向一定，大小不定。关键：先画圆心轨迹，再画圆轨迹，关键：先画圆心轨迹，再画圆轨迹，寻找临界情形。寻找临界情形。V0oCDEF分析：当入射速率很小时，电子分析：当入射速率很小时，电子在磁场中转动一段圆弧后又从一

7、在磁场中转动一段圆弧后又从一侧射出，速率越大，轨道半径越侧射出，速率越大，轨道半径越大，当轨道与边界相切时，电子大，当轨道与边界相切时，电子恰好不能从射出，如图所示。电恰好不能从射出，如图所示。电子恰好射出时，由几何知识可得：子恰好射出时，由几何知识可得：r+rcos=dr=mv0Be又又解得解得V0=Bed（1+cos）m例例5长为长为L L的水平极板间，有垂直纸面向的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁场强度为内的匀强磁场，如图所示，磁场强度为B B，板，板间距离也为间距离也为L L，板不带电，现有质量为，板不带电，现有质量为m m，电，电量为量为q q的带正电粒子（不计重力），从左边极的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁场以速度板间中点处垂直磁场以速度v v平行平行极板射入磁场，欲使粒极板射入磁场，欲使粒子不打在极板上，则粒子不打在极板上，则粒子入射速度子入射速度v v应满足什应满足什么条件？么条件？+qmvLLB