高三復(fù)習(xí)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用2說(shuō)課講解

1、高三復(fù)習(xí)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用2 如圖所示，如圖所示，OMOM的左側(cè)存在范圍足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的左側(cè)存在范圍足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B B的勻強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，ONON（在紙面內(nèi)）與磁場(chǎng)方向垂直且（在紙面內(nèi)）與磁場(chǎng)方向垂直且NOM=60NOM=600 0，ONON上有一點(diǎn)上有一點(diǎn)P P，OP=LOP=L。P P點(diǎn)有一粒子源，可沿紙面內(nèi)各個(gè)方點(diǎn)有一粒子源，可沿紙面內(nèi)各個(gè)方向射出質(zhì)量為向射出質(zhì)量為m m、電荷量為、電荷量為q q的帶正電粒子（不計(jì)重力），速度均為的帶正電粒子（不計(jì)重力），速度均為m/6qBm/6qB，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為，

2、則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為時(shí)間最短時(shí)間最短在磁場(chǎng)中的圓弧弦最短在磁場(chǎng)中的圓弧弦最短.O OP P.N NM Mm/2qB m/2qB 過(guò)過(guò)P P作作OMOM的垂線，則此線最短，為粒子圓弧弦的垂線，則此線最短，為粒子圓弧弦 圖中磁場(chǎng)分布在以圖中磁場(chǎng)分布在以P P為圓心，半徑為為圓心，半徑為3R3R的圓周內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大的圓周內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為小為B B，方向垂直紙面向外；內(nèi)有半徑為，方向垂直紙面向外；內(nèi)有半徑為R R的圓盤（圓心在的圓盤（圓心在P P處處) ) 。從。從M M點(diǎn)點(diǎn)以某一速率向右側(cè)各個(gè)方向射人偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，則粒子從以某一速率向右側(cè)各個(gè)方向射人偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，則粒子從M M點(diǎn)到達(dá)圓盤的最

3、點(diǎn)到達(dá)圓盤的最短時(shí)間是多少短時(shí)間是多少( (粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2R)2R)？. . . . . . . . . . .R RP P.M M3R3R 如圖，在邊長(zhǎng)為如圖，在邊長(zhǎng)為L(zhǎng) L的等邊三角形的等邊三角形ACDACD區(qū)域內(nèi)，存在垂直于所在平面向區(qū)域內(nèi)，存在垂直于所在平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)大量的質(zhì)量為里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)大量的質(zhì)量為m m、電荷量為、電荷量為q q的帶正電粒子以相同速度的帶正電粒子以相同速度（速度大小未確定）沿垂直于（速度大小未確定）沿垂直于CDCD的方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后三條邊的方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后三條邊均有粒子射出，其中垂直于均有粒子

4、射出，其中垂直于ADAD邊射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為邊射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t t0 0不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用求：不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用求： （1 1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小； （2 2）要確保粒子能從）要確保粒子能從CDCD邊射出，射入的最大速度；邊射出，射入的最大速度； （3 3）ACAC、ADAD邊上可能有粒子射出的范圍邊上可能有粒子射出的范圍 軌跡與軌跡與ACAC、ADAD相切時(shí)，粒子從相切時(shí)，粒子從CDCD射出，半徑最大，射出，半徑最大，速度為最大值速度為最大值 (1) (1) 圓心角為圓心角為60600 0d dL Lh hR

5、Rd dL Lv vB BP Pd dL Lh hd dR RB Bd dv vB BF FP Pd dh h0 02 20 0R R ) )L Lh hd dR RB Bv v( (R R ) )L Lh hd dR RB Bd dv v( (P P2 20 02 20 0 軌跡與軌跡與ADAD邊的交點(diǎn)邊的交點(diǎn)F F恰在圓心恰在圓心O O正上方時(shí)，射出的粒子距正上方時(shí)，射出的粒子距D D點(diǎn)最遠(yuǎn)。點(diǎn)最遠(yuǎn)。粒子射出的范圍為粒子射出的范圍為DFDF段，段， 軌跡與軌跡與ACAC相切時(shí)，從相切時(shí)，從ACAC邊射出的粒子距邊射出的粒子距C C最遠(yuǎn)最遠(yuǎn) F Ff fs sP P2 20 00 00 00

6、 03 3q qt tm mB BB Bq q2 2m m3 36 60 06 60 0t tf fs sP P1 1為使粒子能從為使粒子能從CDCD邊飛出磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小應(yīng)滿足什么條件？邊飛出磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小應(yīng)滿足什么條件？ 磁聚焦：半徑為磁聚焦：半徑為R R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的磁場(chǎng)外的磁場(chǎng)A A平行射入磁場(chǎng)的相同帶電粒子，都從磁場(chǎng)邊界的同一點(diǎn)射出平行射入磁場(chǎng)的相同帶電粒子，都從磁場(chǎng)邊界的同一點(diǎn)射出從磁場(chǎng)邊界的同一點(diǎn)射入的相同帶電粒子，都平行磁場(chǎng)射出從磁場(chǎng)邊界的同一點(diǎn)射入的相同帶電粒子，都平行磁場(chǎng)射出A AA AA AA A 如

7、圖所示，如圖所示，AOBAOB為一個(gè)邊界為四分之一圓的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為一個(gè)邊界為四分之一圓的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，O O點(diǎn)為圓心，點(diǎn)為圓心，D D點(diǎn)為邊界點(diǎn)為邊界OBOB的中點(diǎn)，的中點(diǎn)，C C點(diǎn)為邊界上一點(diǎn)，且點(diǎn)為邊界上一點(diǎn)，且CDCD平行平行AOAO現(xiàn)有兩個(gè)完全現(xiàn)有兩個(gè)完全相同的帶電粒子以相同的速度射入磁場(chǎng)（不計(jì)粒子重力），其中粒子相同的帶電粒子以相同的速度射入磁場(chǎng)（不計(jì)粒子重力），其中粒子1 1從從A A點(diǎn)正對(duì)圓心射入，恰從點(diǎn)正對(duì)圓心射入，恰從B B點(diǎn)射出，粒子點(diǎn)射出，粒子2 2從從C C點(diǎn)沿點(diǎn)沿CDCD射入，從某點(diǎn)離射入，從某點(diǎn)離開磁場(chǎng)，則可判斷開磁場(chǎng)，則可判斷 A A粒子粒子2 2在在BCBC之間某點(diǎn)

8、射出磁場(chǎng)之間某點(diǎn)射出磁場(chǎng) B B粒子粒子2 2必在必在B B點(diǎn)射出磁場(chǎng)點(diǎn)射出磁場(chǎng) C C粒子粒子1 1與粒子與粒子2 2在磁場(chǎng)中的運(yùn)行時(shí)間之比為在磁場(chǎng)中的運(yùn)行時(shí)間之比為3 3：2 2 D D粒子粒子1 1與粒子與粒子2 2的速度偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)相同的速度偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)相同B Bq q2 2m m2 2t tBCBC.O O1 1B Bq q2 2m m2 2t t.O O1 1.O O2 20 02 20 01 16 60 09 90 0圓形區(qū)域的磁場(chǎng)與坐標(biāo)軸相切與圓形區(qū)域的磁場(chǎng)與坐標(biāo)軸相切與P P、Q Q兩點(diǎn)，粒子從兩點(diǎn)，粒子從p p點(diǎn)正對(duì)圓心入射后，從點(diǎn)正對(duì)圓心入射后，從Q Q點(diǎn)射出。點(diǎn)射出。1 1

9、、若另一相同的粒子從、若另一相同的粒子從E E點(diǎn)豎直射入，且與半徑點(diǎn)豎直射入，且與半徑的夾角為的夾角為。求粒子射出磁場(chǎng)的點(diǎn)及其方向。求粒子射出磁場(chǎng)的點(diǎn)及其方向2 2、若從、若從P P點(diǎn)同時(shí)射入速率相同但方向不同的粒子，點(diǎn)同時(shí)射入速率相同但方向不同的粒子，求粒子射出磁場(chǎng)的方向即分布在求粒子射出磁場(chǎng)的方向即分布在y軸上的范圍軸上的范圍P PQ QE E. .y yx xo oa ab bx xy yo o第一象限內(nèi)有一圓形區(qū)域磁場(chǎng)，要是帶電粒子第一象限內(nèi)有一圓形區(qū)域磁場(chǎng)，要是帶電粒子從從a a點(diǎn)垂直點(diǎn)垂直y y軸進(jìn)，從軸進(jìn)，從b b點(diǎn)垂直點(diǎn)垂直x x軸出，求磁場(chǎng)的軸出，求磁場(chǎng)的最小面積（最小面積（a ba R R1 1 ）圓形勻強(qiáng)）圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B/2B/2，方向垂直于紙面向外，兩磁場(chǎng)區(qū)，方向垂直于紙面向外，兩磁場(chǎng)區(qū)域成同心圓，此時(shí)該離子源從圓心出發(fā)的粒子都能回到圓心，求域成同心圓，此時(shí)該離子源從圓心出發(fā)的粒子都能回到圓心，求R R2 2的最小的最小值和粒子運(yùn)動(dòng)的周期值和粒子運(yùn)動(dòng)的周期T T. .2r = R2r = R1 1r = 2Rr = 2R1 1、粒子不可能在區(qū)域內(nèi)完成完整的圓周運(yùn)