《帶電粒子在圓形磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《帶電粒子在圓形磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件（23頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,華羅庚,科學(xué)的靈感，決不是坐等可以等來的。如果說，科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)有什么偶然的機(jī)遇的話，那么這種“偶然的機(jī)遇”只能給那些學(xué)有素養(yǎng)的人，給那些善于,獨(dú)立思考,的人，給那些具有,鍥而不舍,精神的人，而不會(huì)給,懶漢,。,華羅庚 科學(xué)的靈感，決不是坐等可以等來的。如果說，科學(xué)上的,1,例1.如圖所示，在真空中半徑,R,=3.0,10,-2,m的圓形區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強(qiáng)度,B,=0.25T，方向如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束帶正電的粒子以初速度,v,=1.0,10,6,m/s,從磁場(chǎng)邊界上的,a,端沿直徑,ab,方向射入磁場(chǎng)，且初速
2、方向都垂直于磁場(chǎng)方向，若該束粒子的比荷,q,/,m,=1.0,10,8,C/kg，不計(jì)粒子重力.,求：粒子通過磁場(chǎng)的偏向角和時(shí)間.,O,例1.如圖所示，在真空中半徑R=3.010-2m的圓形區(qū),2,問題1.如果不改變磁場(chǎng)，你有哪些方法改變偏向角？,O,問題1.如果不改變磁場(chǎng)，你有哪些方法改變偏向角？O,3,半徑越大，圓心角,越小,圓心角等于偏向角,O,1,O,2,O,3,O,4,O,半徑越大，圓心角越小圓心角等于偏向角O1O2O3O4O,4,O,問題2.粒子以什么角度射入，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)？,O 問題2.粒子以什么角度射入，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng),5,討論：,帶電粒子通過圓形磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)
3、的速度方向及軌跡的幾何特點(diǎn)。,討論：,6,B,O,O,A.入射速度方向指向磁場(chǎng)圓的圓心O,則出射時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線必過O.,B,O,O,B.軌跡關(guān)于OO對(duì)稱.,BOOA.入射速度方向指向磁場(chǎng)圓的圓心O,則出射時(shí)速,7,問題3.,如果磁場(chǎng)不變，要求粒子射出場(chǎng)區(qū)的方向與入射方向的夾角為90,0,，則需要具備什么條件？,O,問題3.如果磁場(chǎng)不變，要求粒子射出場(chǎng)區(qū)的方向與入射方向的夾角,8,思考4.在上一問題的前提下，如果粒子以任意角度,從磁場(chǎng)邊界上的,a,端射入磁場(chǎng),則正離子射出磁場(chǎng)區(qū)域的方向有什么特點(diǎn)？,O,v,v,思考4.在上一問題的前提下，如果粒子以任意角度從磁場(chǎng)邊界上,9,討論,已知質(zhì)子
4、的質(zhì)量為,m,，電量為,e,。今在某一平面內(nèi)有,M,、,N,兩點(diǎn)，,MN,=,l，,從,M,點(diǎn)向平面內(nèi)各個(gè)方向發(fā)射速率均為,v,的質(zhì)子，請(qǐng)?jiān)趫D中設(shè)計(jì)一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布，使得由,M,點(diǎn)發(fā)出的質(zhì)子都能夠匯聚到,N,點(diǎn)。（要求在圖中畫出磁場(chǎng)的分布情況）,M,N,討論已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，電量為 e。今在某一平面內(nèi)有M、N,10,總結(jié),分析帶電粒子在圓形磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題方法：,1.找圓心，畫軌跡；,2.充分利用關(guān)于圓心連線的對(duì)稱性特點(diǎn)；,3.對(duì)于最大偏向角，及最長(zhǎng)時(shí)間利用動(dòng)態(tài)圓的方法思考。,總結(jié)分析帶電粒子在圓形磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題方法：,11,本課關(guān)鍵詞,圓形磁場(chǎng),偏向角、圓心角,最長(zhǎng)時(shí)間,對(duì)稱性,動(dòng)態(tài)圓,
5、本課關(guān)鍵詞圓形磁場(chǎng),12,最小磁場(chǎng)面積問題,練習(xí)1、一質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以速度v,0,從,O,點(diǎn)沿軸正方向,立即,射入磁感強(qiáng)度為的一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙面，粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)后，從處穿過軸，速度方向與軸正向夾角為30，如圖1所示（粒子重力忽略不計(jì)）。,試求：,（1）圓形磁場(chǎng)區(qū)的最小面積；,（2）粒子從,O,點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)到達(dá)b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間；,（3）b點(diǎn)的坐標(biāo)。,最小磁場(chǎng)面積問題,13,最小磁場(chǎng)面積問題,練習(xí)1、一質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以速度v,0,從,O,點(diǎn)沿軸正方向,立即,射入磁感強(qiáng)度為的一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙面，粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)后，從處穿過軸，速度方向與軸
6、正向夾角為30，如圖1所示（粒子重力忽略不計(jì)）。,試求：,（1）圓形磁場(chǎng)區(qū)的最小面積；,（2）粒子從,O,點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)到達(dá)b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間；,（3）b點(diǎn)的坐標(biāo)。,最小磁場(chǎng)面積問題,14,最大偏轉(zhuǎn)角問題,練習(xí)2、如圖2，半徑為r=10cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域邊界跟軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O，磁感強(qiáng)度B=0.332T，方向垂直紙面向里在O處有一放射源S，可向紙面各個(gè)方向射出速度為v=3.210,6,m/s的a粒子已知粒子質(zhì)量m=6.6410,-27,kg，電量q=3.210,-19,C，試畫出粒子通過磁場(chǎng)空間軌跡，求出a粒子通過磁場(chǎng)空間的最大偏角,圖2,最大偏轉(zhuǎn)角問題圖2,15,最大偏轉(zhuǎn)角問題,練習(xí)2、如圖2，
7、半徑為r=10cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域邊界跟軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O，磁感強(qiáng)度B=0.332T，方向垂直紙面向里在O處有一放射源S，可向紙面各個(gè)方向射出速度為v=3.210,6,m/s的粒子已知a粒子質(zhì)量m=6.6410,-27,kg，電量q=3.210,-19,C，試畫出a粒子通過磁場(chǎng)空間的軌跡，求出粒子通過磁場(chǎng)空間的最大偏角,圖2,圖2,最大偏轉(zhuǎn)角問題圖2圖2,16,多次碰撞，最短時(shí)間問題,如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的正離子，從A點(diǎn)正對(duì)著圓心O以速度射入半徑為的絕緣圓筒中圓筒內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B要使帶電粒子與圓筒內(nèi)壁碰撞兩次后仍從A點(diǎn)射出，求正離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
8、t(設(shè)粒子與圓筒內(nèi)壁碰撞時(shí)無能量和電量損失，不計(jì)粒子的重力),多次碰撞，最短時(shí)間問題,17,O,r,r,O,B,R,S,思考：求碰撞次數(shù)n=2時(shí)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,OrrOBRS思考：求碰撞次數(shù)n=2時(shí)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),18,O,B,R,S,O,r,r,當(dāng)發(fā)生碰撞次數(shù)n=3時(shí),可見發(fā)生碰撞次數(shù)越多，所用時(shí)間越長(zhǎng)，故當(dāng)n=2時(shí)所用時(shí)間最短,OBRSOrr當(dāng)發(fā)生碰撞次數(shù)n=3時(shí)可見發(fā)生碰撞次數(shù)越,19,設(shè)計(jì)磁場(chǎng)問題,練習(xí)3、,在平面內(nèi)有許多電子（質(zhì)量為m、電量為e），從坐標(biāo),O,不斷以相同速率v沿不同方向射入第一、第二象限，如圖所示?，F(xiàn)加一個(gè)垂直于平面向內(nèi)、磁感強(qiáng)度為的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要求這些電
9、子穿過磁場(chǎng)后都能平行于軸向正方向運(yùn)動(dòng)，求該條件圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的面積。,設(shè)計(jì)磁場(chǎng)問題,20,練習(xí)3、,在平面內(nèi)有許多電子（質(zhì)量為m、電量為e），從坐標(biāo),O,不斷以相同速率v沿不同方向射入第一、第二象限，如圖所示?，F(xiàn)加一個(gè)垂直于平面向內(nèi)、磁感強(qiáng)度為的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要求這些電子穿過磁場(chǎng)后都能平行于軸向正方向運(yùn)動(dòng)，求該條件圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的面積。,如果粒子只是射入第一象限同時(shí)所加磁場(chǎng)形狀任意，能否設(shè)計(jì)出一個(gè)面積最小的磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)題目要求？,練習(xí)3、在平面內(nèi)有許多電子（質(zhì)量為m、電量為e），從坐標(biāo)O不,21,練習(xí)3、,在平面內(nèi)有許多電子（質(zhì)量為m、電量為e），從坐標(biāo),O,不斷以相同速率v沿不同方向射入第一、第二
10、象限，如圖所示?，F(xiàn)加一個(gè)垂直于平面向內(nèi)、磁感強(qiáng)度為的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要求這些電子穿過磁場(chǎng)后都能平行于軸向正方向運(yùn)動(dòng)，求該條件圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的面積。,如果粒子只是射入第一象限同時(shí)所加磁場(chǎng)形狀任意，能否設(shè)計(jì)出一個(gè)面積最小的磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)題目要求？,練習(xí)3、在平面內(nèi)有許多電子（質(zhì)量為m、電量為e），從坐標(biāo)O不,22,練習(xí)3、,在平面內(nèi)有許多電子（質(zhì)量為m、電量為e），從坐標(biāo),O,不斷以相同速率v沿不同方向射入第一、第二象限，如圖所示。現(xiàn)加一個(gè)垂直于平面向內(nèi)、磁感強(qiáng)度為的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要求這些電子穿過磁場(chǎng)后都能平行于軸向正方向運(yùn)動(dòng)，求該條件圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的面積。,如果粒子只是射入第一象限同時(shí)所加磁場(chǎng)形狀任意，能否設(shè)計(jì)出一個(gè)面積最小的磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)題目要求？,練習(xí)3、在平面內(nèi)有許多電子（質(zhì)量為m、電量為e），從坐標(biāo)O不,23,
帶電粒子在圓形磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件
