内容正文:
1.3带电粒子在匀强磁场中运动(2)
【学习目标】
掌握带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时圆心、半径和运动时间的确定方法
【基础感知】
带电粒子沿垂直磁场方向进入匀强磁场时,洛伦兹力提供向心力。
由 可得半径r=
再由 可得T=
1、 找圆心。
1、 在入射点速度的垂线上
2、 在出射点速度的垂线上
3、 在入射点与出射点的中垂线上
4、 在入射方向和出射方向的角平分线上
这四条线任意两条线的交点或者结合半径或者可以确定圆心,然后画轨迹
(
恰好没从右边界射出
)
二、半径的确定和计算
1、 由半径表达式计算半径
2、 由几何关系计算半径,求上述图例中粒子半径
注意(1)三个角度。圆心角α,弦切角θ,偏向角。
(2)对称性
①从某一直线边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等。
,
已知上述d和入射角,求轨道半径
②在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出
注意r为磁场半径,R为轨道半径
2、 运动时间的计算
1、
粒子在磁场中周期为T,当粒子运动的圆弧的圆心角为α时,(角度);(弧度)
2、
粒子运动的线速度为,圆心角为θ(弧度制)时,
典型例题
如图,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°角方向以速度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。
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