带电粒子在圆形磁场中运动的规律.doc

带电粒子在磁场中的运动 例1.如图所示，在宽度为d磁感应强度为B、水平向外的匀强磁场矩形区域内，一带电粒子以初速度v入射，粒子飞出时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中的哪几个 A.带电粒子的比荷B.带电粒子在磁场中运动的周期C.带电粒子的质量D.带电粒子在磁场中运动的半径 变式.若带电粒子以初速度v从A点沿直径入射至磁感应强度为B，半径为R的圆形磁场，粒子飞出时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中的哪几个 应用1、如图所示，长方形 abcd 长 ad = 0.6m ，宽 ab = 0.3m , O、e 分别是 ad、bc 的中点，以 ad 为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场（边界上无磁场），磁感应强度 B＝0.25T 。一群不计重力、质量 m ＝3 ×10-7 kg 、电荷量 q ＝＋2×10－3C 的带电粒子以速度v＝5×l02m/s 沿垂直 ad A．从 Od 边射入的粒子，出射点全部分布在 Oa 边?? B．从 aO边射入的粒子，出射点全部分布在 ab 边? C．从Od 边射入的粒子，出射点分布在Oa 边和 ab 边 D．从aO边射入的粒子，出射点分布在ab 边和bc边 应用2.在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图10所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿-x方向射入磁场，恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出。 ??　　（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m； ?　　 （2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B′，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B′多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？ 例2.如图所示，一束电子流以不同速率，由边界为圆形的匀强磁场的边界上一点A，沿直径方向射入磁场，已知磁感应强度方向垂直圆平面，则电子在磁场中运动时：（ ） A轨迹长的运动时间长B速率大的运动时间长 C偏转角大的运动时间长D速率为某一值时不能穿出该磁场 变式.如右图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则 A.从P射出的粒子速度大 B.从Q射出的粒子速度大 C.从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长D.两粒子在磁场中运动的时间一样长 例3.如右图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点P垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为q、质量为m、速度为v的粒子，不考虑粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动以下说法正确的是 A.只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在MN上 B.对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线不一定过圆心 C.对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，时间也越长 D.只要速度满足，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上（出射速度有什么关系？）若相同速率平行经过p点的直径进入磁场，出射点又有什么规律？ 例4.如图所示，半径为R的绝缘筒中为匀强磁场区域，磁感强度为B，磁感线垂直纸面向里。一个质量为m、电量为q的正离子，以速度v从圆筒上C孔处沿直径方向射入筒内，如果离子与圆筒碰撞两次（碰撞时不损失能量，且碰撞所用的时间不计)，从C孔飞出，则离子在磁场中运动的时间为：（ ） A. B. C. D. 拓展：一个质量为m、电量为q的离子，以速度v从圆筒上C孔处沿直径方向射入筒内，从R孔飞出，则离子在磁场中运动的时间为（ ） 例5.如图所示，直线MN下方无磁场，上方空间存在一个匀强磁场，其边界线是半径为R的半圆，磁场方向相垂直于纸面，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿半径方向向左侧射出，不计微粒的重力。P、O、Q三点均在直线MN上。 （1）微粒在磁场中运动的周期？（2）能否回到Q点？ （3）若在半圆形内加一磁场强度也为B的磁场，能否回到Q点，若能请画出粒子的运动轨迹（至少三种）。 N N O M P Q B B （4）小结：圆形磁场区域中速度与轨迹的几何特点？ NOMPQBB应用1：如图所示，直线MN下方无磁场，上方空间存在两个匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，其分界线是以O为圆心、半径为R的半圆弧，Ⅰ和Ⅱ的磁场方向相反且垂直于纸面，磁感应强度大小都为B。现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿PM方向向左侧射出不计微粒的重力。P、O、Q三点均在直线MN上， N O M P Q B B （2）画出能够到达Q点的离子运动轨迹（至少二种） （3）求出能够