1.3-3带电粒子在有界磁场中运动-2022-2023学年高二物理同步课件（人教版2019选择性必修第二册）

第一章 安培力和洛伦兹力 1.3-2 带电粒子在边界磁场中的运动 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 1 我们知道，带电粒子在匀强磁场中将做匀速圆周运动（只受洛伦兹力）。如果磁场有一定的边界和范围，那么带电粒子运动的轨迹就不会是一个完整的圆周，对于带电粒子在不同边界磁场中的运动，会遵循哪些规律呢？ 带电粒子在不同边界磁场中的运动 1. 直线边界 特点：进出磁场具有对称性，如图所示。 （1）直线边界 特点：具有对称性 （1）双边界平行磁场 特点：存在临界条件 带电粒子在不同边界磁场中的运动 3. 圆形边界 带电粒子在不同边界磁场中的运动 （1）正对圆心射入圆形磁场区域 特点：沿径向射入必沿径向射出，如图所示。 结论：速度v 越大→磁偏转半径r 越大→圆心角α 越小→时间t 越短。若r = R，构成正方形。 带电粒子在不同边界磁场中的运动 3. 圆形边界 （1）不正对圆心射入圆形磁场区域 两个等腰三角形，一个共同的底边  两个等腰三角形，一个共同的底边 若r = R，构成菱形 例. 如图所示，在 xOy 平面内，y≥0 的区域有垂直于 xOy 平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、带电量大小为q 的粒子从原点O 沿与 x 轴正方向成 60°角方向以 v0 射入，粒子的重力不计，求带电粒子在磁场中运动的时间和带电粒子离开磁场时的位置。 例2. 长为L的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B；板间距离也为L，板不带电。现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直于磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，其入射速度是多少？ 由 得 即当粒子的速度 v＞ 时，粒子就打不到极板上。 解析：当粒子紧擦着上极板右边缘飞出时（如图所示），设半径为R，则 解析：当粒子紧擦着上极板左边缘飞出时（如图所示），则 由 得 故欲使粒子打不到极板上，则入射速度满足： v＜ 或 v> 即当粒子的速度 v＜ 时，粒子就打不到极板上。 例3. 一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为( 　 　) A 例4. 如图所示，在直角三角形abc区域内有磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场。现有大量比荷为的相同带正电的粒子以不同速率从a点沿与ac边成60°角方向射入磁场中，经过磁场偏转后从ac和bc边的不同位置离开磁场。已知ab=L，∠acb=30°，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求： （1）从ac边射出的粒子在磁场中运动的时间； （2）从c边射出的粒子离c点的最近距离。 祝同学们学习愉快 $