【公開(kāi)課】帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

2、軌道半徑：3、周期和時(shí)間：

聯(lián)立：

復(fù)習(xí)回顧：在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)找圓心：圓心一定在兩條半徑的交點(diǎn)上（1）已知初末速度：（2）已知入射點(diǎn)和出射點(diǎn)：1、畫半徑的兩種情況與速度垂直的即為半徑連線的中垂線即為半徑

2.單邊界（直線邊界）磁場(chǎng)：（1）對(duì)稱性：速度與邊界的夾角相等。[多少度進(jìn)多少度出]d=2Rd=2Rsinθd=2Rsinθ（2）角度特點(diǎn)：①弦切角是圓心角的一半②速度偏轉(zhuǎn)角

=圓心角[例1]如圖所示，在直線邊界PQ上方有向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)同種帶電粒子先后從PQ上的O點(diǎn)沿與PQ成θ角且垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)中，它們分別從PQ上的M、N兩點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力，下列說(shuō)法正確的是（多選）A．粒子一定帶負(fù)電B．兩粒子從磁場(chǎng)中射出時(shí)的速度方向一定相同C．兩粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定相同D．兩粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不相同[例2]如圖所示，在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上，有兩個(gè)電荷量絕對(duì)值相同、質(zhì)量相同的正負(fù)粒子（不計(jì)重力），從O點(diǎn)以相同的速度先后射入磁場(chǎng)中，入射方向與邊界成θ角，則正負(fù)粒子在磁場(chǎng)中（多選

）A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同B.運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑相同C.重新回到邊界時(shí)的速度相同D.重新回到邊界時(shí)與O點(diǎn)的距離相等[練習(xí)]水平直線MN上方有垂直紙面向里的范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,正、負(fù)電子同時(shí)從MN邊界O點(diǎn)以與MN成45°角的相同速率v射入該磁場(chǎng)區(qū)域(電子的質(zhì)量為m,電荷量為e),正、負(fù)電子間的相互作用忽略不計(jì),經(jīng)一段時(shí)間后從邊界MN射出。求:(1)它們從磁場(chǎng)中射出時(shí),出射點(diǎn)間的距離x;(2)它們從磁場(chǎng)中射出的時(shí)間差Δt。O1O23.L型邊界磁場(chǎng)：xyv60°恰好垂直于y軸射出第一象限從

a點(diǎn)射出的電子從c點(diǎn)射出的粒子[例1]質(zhì)量為m，帶電量為－q，不計(jì)重力的粒子，從x軸上的P(a，0)點(diǎn)以速度大小為v，沿與x軸正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于y軸射出第一象限。求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；（2）帶電粒子穿過(guò)第一象限所用的時(shí)間。xyv60°

[練習(xí)]如圖所示，一束電子以大小不同的速率沿垂直于磁場(chǎng)方向飛入正方形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列判斷正確的是（）A．電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡越長(zhǎng)B．電子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)半徑越大，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短C．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的電子，其軌跡不一定重合D．電子的速率不同，它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定不相同[練習(xí)]如圖所示，虛線框MNPQ內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。a、b、c是三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子，它們從PQ邊上的中點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，圖中畫出了它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。若不計(jì)粒子所受重力，則（）A．粒子a帶負(fù)電，粒子b、c帶正電B．粒子c在磁場(chǎng)中的速度最大C．粒子c在磁場(chǎng)中的加速度最大D．粒子c在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)4.平行邊界（雙邊有界）：存在臨界條件d=R1(1-cosθ)或

d=2R2

d=R(1+cosθ)d=R(1-cosθ)

[例1]如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊界線SP∥MN，速率不同的同種帶電粒子從S點(diǎn)沿SP方向同時(shí)射入磁場(chǎng)．其中穿過(guò)a點(diǎn)的粒子速度v1與MN垂直；穿過(guò)b點(diǎn)的粒子速度v2與MN成60°角，設(shè)粒子從S到a、b所需時(shí)間分別為t1和t2，則t1∶t2為(重力不計(jì))(

)A．1∶3 B．4∶3 C．1∶1 D．3∶2

5.圓形邊界磁場(chǎng)：此時(shí)圓心角互補(bǔ)：

2θ+2α=π,即θ+α=π/2(1)對(duì)稱性：沿半徑方向射入必沿半徑方向射出（即徑向入徑向出）(2)不沿徑向射入時(shí)，速度方向與對(duì)應(yīng)點(diǎn)半徑的夾角相等（等角進(jìn)出）

（2）若沿各方向射入時(shí)，

①最大半徑：②最大速