帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一第1頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一問題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α粒子兩種正粒子，粒子從小孔S1出來時(shí)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(chǎng)？A、可以是電場(chǎng)B、可以是磁場(chǎng)C、電場(chǎng)、磁場(chǎng)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α粒子由小孔S2勻速運(yùn)動(dòng)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，2023年，2月20日，星期一問題2：被加速后的質(zhì)子（質(zhì)量m、帶電＋q）和α粒子（質(zhì)量4m、帶電＋2q）由小孔S2勻速運(yùn)動(dòng)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(chǎng)B、可以是磁場(chǎng)C、電場(chǎng)、磁場(chǎng)都可以第3頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一問題2：被加速后的質(zhì)子（質(zhì)量m、帶電＋q）和α粒子（質(zhì)量4m、帶電＋2q）由小孔S2勻速運(yùn)動(dòng)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S3－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋V第4頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一問題2：被加速后的質(zhì)子（質(zhì)量m、帶電＋q）和α粒子（質(zhì)量4m、帶電＋2q）由小孔S2勻速運(yùn)動(dòng)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(chǎng)，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，2023年，2月20日，星期一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(chǎng),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(chǎng)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，2023年，2月20日，星期一S2S1A穩(wěn)壓電源S3··············變式2．若此帶電粒子的質(zhì)量m=1.7×10-27kg，電荷量q=1.6×10-19C，以某一初速度，沿垂直于磁場(chǎng)同時(shí)又垂直于磁場(chǎng)邊界的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.17T，磁場(chǎng)的寬度L=10cm，帶電粒子離開磁場(chǎng)時(shí)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(chǎng)時(shí)的初速度v解題思路第7頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一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(chǎng)方向，與邊界成30°角的方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、磁場(chǎng)寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后恰好從同一邊界射出。1）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的初速度多大？找熟悉（喜歡）第8頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一S3S2S1A穩(wěn)壓電源1）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)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(chǎng)方向，與邊界成30°角的方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、磁場(chǎng)寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)？找圓心３）兩種情況在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比第9頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一變式4．如圖所示，真空室內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B＝0.60T，磁場(chǎng)內(nèi)有一塊平行感光板ab，板面與磁場(chǎng)方向平行，在距ab的距離Ｌ＝10cm處，有一個(gè)點(diǎn)狀的α粒子發(fā)射源S，它向各個(gè)方向發(fā)射α粒子，已知α粒子的電量與質(zhì)量之比q/m＝5.0×107C/kg，(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)α粒子的速度都是v＝3.0×106m/s．現(xiàn)只考慮在紙平面中運(yùn)動(dòng)的α粒子，求ab上被α粒子打中的區(qū)域長度．第10頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一S3××××××××××

×××××××××

×××××××××變式5：在半徑為R的圓內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一個(gè)電子從A點(diǎn)沿AO方向垂直射入磁場(chǎng)。離開磁場(chǎng)時(shí)電子獲得60°的偏角，試求電子的速度和在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)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，2023年，2月20日，星期一練習(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(chǎng)中，若在該磁場(chǎng)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(gè)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(chǎng)的真空室中（磁場(chǎng)足夠大），粒子的運(yùn)動(dòng)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(chǎng)后經(jīng)過時(shí)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θ（θ<90°）求：（1）離子入射的速度v；（2）離子從O運(yùn)動(dòng)到P的時(shí)間t第12頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一1、洛倫茲力大?。?）當(dāng)v⊥B時(shí)，f=qvB（2）當(dāng)v∥B時(shí)，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、