帶電粒子在磁場中的運(yùn)動

1、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動一第1頁，共14頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)11分，星期三問題1：容器A為一離子源，從小孔S1可以持續(xù)發(fā)射質(zhì)子和粒子兩種正粒子，粒子從小孔S1出來時的初速度都認(rèn)為為零，粒子經(jīng)過一空間需被加速后到達(dá)小孔S2 ，則在小孔S1到S2空間內(nèi)可以加入何種場？A、可以是電場 B、可以是磁場C、電場、磁場都可以正確答案：AS2S1A穩(wěn)壓電源問題2：被加速后的質(zhì)子和粒子由小孔S2勻速運(yùn)動到達(dá)小孔S3，進(jìn)入一分離空間。若要將兩種粒子分離，試設(shè)計(jì)分離方案。第2頁，共14頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)11分，星期三問題2：被加速后的質(zhì)子（質(zhì)量m、帶電q）和粒子（質(zhì)量4m、帶電2q）由小孔

2、S2勻速運(yùn)動到達(dá)小孔S3，進(jìn)入一分離空間。若要將兩種粒子分離，試設(shè)計(jì)分離方案。S2S1A穩(wěn)壓電源S3A、可以是電場 B、可以是磁場C、電場、磁場都可以第3頁，共14頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)11分，星期三問題2：被加速后的質(zhì)子（質(zhì)量m、帶電q）和粒子（質(zhì)量4m、帶電2q）由小孔S2勻速運(yùn)動到達(dá)小孔S3，進(jìn)入一分離空間。若要將兩種粒子分離，試設(shè)計(jì)分離方案。S2S1A穩(wěn)壓電源S3V第4頁，共14頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)11分，星期三問題2：被加速后的質(zhì)子（質(zhì)量m、帶電q）和粒子（質(zhì)量4m、帶電2q）由小孔S2勻速運(yùn)動到達(dá)小孔S3，進(jìn)入一分離空間。若要將兩種粒子分離，試設(shè)計(jì)分離方案。若

3、提供磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，試求兩種粒子打在照相底片D上的位置離S3的距離。BS2S1A穩(wěn)壓電源 S3質(zhì)譜儀V洛倫茲力半徑、周期第5頁，共14頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)11分，星期三S2S1A穩(wěn)壓電源S3 變式1:如圖所示真空中寬為d的區(qū)域內(nèi)有強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,方向如圖，質(zhì)量m、帶電q的粒子以與CD成90角的速度V0垂直射入磁場中；要使粒子必能從EF射出則初速度V0應(yīng)滿足什么條件？ EFCDV0第6頁，共14頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)11分，星期三S2S1A穩(wěn)壓電源S3 變式2若此帶電粒子的質(zhì)量m=1.710-27kg，電荷量q=1.610-19C，以某一

4、初速度，沿垂直于磁場同時又垂直于磁場邊界的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.17T，磁場的寬度L=10cm，帶電粒子離開磁場時速度方向與原來入射方向的夾角為30,求: 帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時的初速度v解題思路第7頁，共14頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)11分，星期三S3S2S1A穩(wěn)壓電源 變式3： 質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子（重力不計(jì)），初速度垂直于磁場方向，與邊界成 30角的方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、磁場寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，最后恰好從同一邊界射出。1）粒子進(jìn)入磁場的初速度多大？找熟悉（喜歡）第8頁，共14頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)11分，星期三S3S2S1A穩(wěn)壓電源1）粒子進(jìn)

5、入磁場的初速度多大？ 變式3： 質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子（重力不計(jì)），初速度垂直于磁場方向，與邊界成 30角的方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、磁場寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，最后恰好從同一邊界射出。2）若粒子的帶電量為q，又以多大的初速度進(jìn)入磁場？找圓心）兩種情況在磁場中運(yùn)動時間之比第9頁，共14頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)11分，星期三變式4如圖所示，真空室內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0.60T，磁場內(nèi)有一塊平行感光板ab，板面與磁場方向平行，在距ab的距離10cm處，有一個點(diǎn)狀的粒子發(fā)射源S，它向各個方向發(fā)射粒子，已知粒子的電量與質(zhì)量之比q/m5.0107C/kg，(

6、1)要使放射的電子可能到達(dá)擋板，電子的速度至少為多大？ (2)粒子的速度都是v3.0106m/s現(xiàn)只考慮在紙平面中運(yùn)動的粒子，求ab上被粒子打中的區(qū)域長度第10頁，共14頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)11分，星期三S3 變式5：在半徑為R的圓內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一個電子從A點(diǎn)沿AO方向垂直射入磁場。離開磁場時電子獲得60的偏角，試求電子的速度和在磁場中運(yùn)動的時間。（電子的質(zhì)量為m，電量為e） S2S1A穩(wěn)壓電源第11頁，共14頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)11分，星期三練習(xí)1如圖所示，一束電子（電量為e，質(zhì)量為m）以速度 v垂直于磁感線的方向射入磁感強(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)磁場中

7、，若在該磁場右側(cè)L處放一熒光屏如圖所示，則電子在的P點(diǎn)距O多遠(yuǎn)？當(dāng)堂訓(xùn)練例題練習(xí)2.一個質(zhì)量為m，電荷量為-q的粒子，經(jīng)過O點(diǎn)射入存在著勻強(qiáng)磁場的真空室中（磁場足夠大），粒子的運(yùn)動方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直，如圖所示。 如果粒進(jìn)入磁場后經(jīng)過時間t到達(dá)位置P，且OP = L。且粒子的入射方向與OP之間的夾角（90）求： （1）離子入射的速度v； （2）離子從O運(yùn)動到P 的時間t第12頁，共14頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)11分，星期三1、洛倫茲力大?。?）當(dāng)vB時，f=qvB （2）當(dāng)vB時，f=0 。2、洛倫茲力的方向 判斷方法：左手定則。 內(nèi)容小結(jié)：3、洛倫茲力的特征： （1）洛倫茲力對運(yùn)動電荷不做功,不改變電荷速度大小和動能，改變電荷的速度方向和動量。 （2）帶