带电粒子在场中运动幻灯片.pptVIP

第五讲 带电粒子(体) 的运动 例与练 32、如图所示，在两平行金属板间有正交的匀强电场和匀强磁场。一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入场中，射出时粒子的动能减小了。为了使粒子射出时比射入时的动能增加，在不计重力的情况下，可以采取的办法是（ ） A．增加粒子射入时的速度 B．增加磁场的磁感应强度 C．增加电场的电场强度 D．改变粒子的带电性质，不改变所带的电量 析与解 qvB qE 且qvBqE 原来粒子向上偏,动能减小,电场力做负功, 电场力向下,洛仑兹力向上. 要使动能增加,粒子向下偏, qvBqE 16、如图所示,有一电子(电量为e、质量为m)经电压U0加速后,沿平行金属板A、B中心线进入两板，A、B板间距为d、长度为L，屏CD高为4L，距离A、B板右边缘3L，AB板的中心线过屏CD的中心且与屏CD垂直。试求加在A、B板上电压在什么范围内，电子方能打在屏CD上？ 例与练 析与解 对加速过程由动能定理： 析与解 由偏转角正切公式： 电子能打在屏上，首先要能离开电场。 设电子刚好从极板边缘离开电场， 设电子刚好打在屏CD边缘， 由偏转角正切公式： d=2cm v0=2m/s L＝10cm + + + + + - - - - - 17、质量为5×10-6kg的带电粒子以2m/s速度从水平放置的平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所示。已知板长L＝10cm，间距d＝2cm，当UAB为1000V时，带电粒子恰好沿直线穿过板间，则该粒子带 电，电量为 C，当AB间电压在 范围内时，此带电粒子能从板间飞出。 例与练 d=2cm v0=2m/s L＝10cm + + + + + - - - - - qE mg 粒子带负电 qE=mg q=mgd/U0=10 -9C 若电压增大为U1，恰好从上板边缘飞出， y=at2/2 =d/2 a=d v02 / L2 = 8m/s2, qU1/d – mg = ma U1 =1800V 若电压减小为U2，恰好从下板边缘飞出， y=at2/2 =d/2 a=8m/s2, mg - qU2/d = ma U2 =200V ∴200V≤U ≤1800V 析与解 粒子受力如图： P C B A - + 18、三个等质量，分别带正电、负电和不带电的小球，以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，三小球分别落在图中A、B、C三点，则（ ） A．A带正电、B不带电、C带负电 B．三小球在电场中运动时间相等 C．三小球到达下板时的动能关系是EkA ＞EkB＞ EkC D．三小球在电场中加速度大小关系是：aA＞aB＞aC 例与练 二、带电粒子(体)在磁场中的运动 解决带电粒子在磁场中运动的关键： 1、准确地分析带电粒子（体）在运动过程中的受力，尤其要注意安培力和洛仑兹力的大小和方向及其变化；从而准确地判断带电粒子（体）的运动情况，注意临界状态。 2、找出粒子运动轨迹所在圆的圆心和半径，找出粒子运动的速度偏向角、轨迹圆的圆心角或弦切角；根据几何关系确定轨迹半径与已知线段长度的关系。 3、熟练运用几个基本公式： 19、如图所示，在垂直坐标平面的范围有足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，方向向里，一带正电荷量为q的粒子，质量为m，从O点以某一速度垂直射入磁场，其轨迹与x、y轴的交点A、C到O点的距离分别为a、b，试求： 初速度的大小及初速度方向与x轴夹角。 例与练 析与解 由题意知： OA、OC是轨迹圆的两条弦，做两 条弦的垂直平分线，交点O1为轨迹圆的圆心。 y x O A C O1 θ 由左手定则，粒子初速度方向如图所示 ： 由几何关系： 由几何关系： 20、如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面向里，磁感强度为B.一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ.求： (1)该粒子射出磁场的位置坐标 (2)该粒子在磁场中运动的时间.(粒子所受重力不计) 例与练 析与解 画出轨迹圆并作圆心，如图所示： 由几何关系： 所以出射点A坐标为： 粒子在磁场中运动时间为： 21、如图，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B=0.60T，磁场内有一块足够长的平面感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离L=16cm处，有一个点状的放射源S，它向各个方向发射正粒子，粒