第3講帶電粒子在磁場中的運動

2023-01-16 20:12:02 字數 1709 閱讀 7076

主備:袁克雄審核:譚建

一、學習目標

1、理解三個推導公式:半徑、週期、運動時間;2、學會定圓心、求半徑、求運動時間;3、會分析磁場中的臨界問題。

二、自主學習(知識整合)

1、三個推導公式。

半徑公式週期公式運動時間

2、應用

質量為m帶電量為e的電子垂直磁場方向從m點進入,從n點射出,如圖所示,磁感應強度為b,磁場寬度d,求:

(1)粒子的初速度多大? (2)粒子在磁場中的運動時間是多少?

三、典例分析

例1(單直線邊界)、如圖所示,在y<0的區域內存在勻強磁場,磁場方向垂直於xy平面並指向紙裡,磁感應強度為b.一帶負電的粒子(質量為m、電荷量為q)以速度v0從o點射入磁場,入射方向在xy平面內,與x軸正向的夾角為θ=30°,粒子重力不計,求:

(1)該粒子射出磁場的位置;

(2)該粒子在磁場中運動的時間.

拓展:若速度方向不變,使速度的大小增大,則該粒子射出磁場的位置和在磁場中運動時間分別如何變化?

例2(平行直線邊界、臨界問題)、若例1中的磁場為寬度為l的足夠長勻強磁場區域,如圖所示,其它條件相同,為使粒子能不會從磁場下邊界射出,則v0 應滿足什麼條件?

四、課堂展示

1、例1中若粒子以2 v0從o點射入磁場,求粒子射出磁場的位置和在磁場中運動的時間。

2、長為l的水平極板間有如圖所示的勻強磁場,板間距離也為l 。現有一帶正電的粒子從左邊板間中點處沿垂直於磁場和磁場邊界的方向射入磁場,不計重力。要想使粒子不打在極板上,則粒子在磁場中運動的軌跡半徑應滿足什麼條件?

五、課外提高

1、如圖所示,一束電子以大小不同的速率沿圖示方向飛入橫截面為一正方形的習強磁場區域,下列判斷正確的是( )

a、電子在磁場中運動的時間越長,其軌跡越長

b、電子在磁場中運動的時間越長,其軌跡所對應的圓心角越大

c、在磁場中運動時間相同的電子,其軌跡一定重合

d、電子的速率不同,它們在磁場中運動的時間一定不相同

2、利用圖示裝置可以選擇一定速度範圍內的帶電粒子。圖中板mn上方是磁感應強度大小為b、方向垂直紙面向裡的勻強磁場,板上有兩條寬度分別為2d和d的縫,兩縫近端相距為l。2、一群質量為m、電荷量為q,具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直於板mn進入磁場,對於能夠從寬度為d的縫射出的粒子,下列說法正確的是( )

a、 粒子帶正電

b、 射出粒子的最大速度為

c、 粒子在磁場中運動的時間相同

d、 保持d和b不變,增大l,射出粒子的最大速度與最小速度之差增大

3、如右圖,在半徑為r的圓形區域內,有垂直紙面向裡的勻強磁場,磁感應強度為b。一電子從a點以速度沿半徑射入磁場中,若從b點射出磁場,射出方向與射入方向間夾角為60°,則電子在磁場中運動的時間多長?

4、如圖,勻強磁場的磁感應強度為b,方向垂直紙面向裡,mn、pq是磁場的邊界。質量為m,帶電量為-q的粒子,先後兩次以不同的速度沿著圖示方向垂直磁感線射入勻強磁場中,速度方向與左邊界的夾角為θ,第一次,粒子剛好沒能從pq邊界射出磁場。第二次粒子剛好垂直pq射出磁場。

求兩次速度的比值

5、如下圖,在區域內存在與xy平面垂直的勻強磁場,磁感應強度的大小為b.在t=0時刻,一位於座標原點的粒子源在xy平面內發射出大量同種帶電粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向與y軸正方向的夾角分布在0~180°範圍內。已知沿y軸正方向發射的粒子在時刻剛好從磁場邊界上點離開磁場。

求:(1)粒子在磁場中做圓周運動的半徑r;

(2)粒子打在右邊界的範圍

3帶電粒子在磁場中的運動

主要考點梳理 1 知識點 1 磁場對運動電荷的作用力 洛倫茲力 強調 若電荷運動方向與磁場方向平行則不受洛倫茲力。中學主要討論電荷垂直磁場運動的情況 2 洛倫茲力可根據左手定則判定,由於洛倫茲力與電荷運動方向垂直,故電荷在磁場中運動,洛倫茲力不做功。2 重點與難點 1 在勻強磁場中運動的電荷,會受到...

帶電粒子在磁場中的運動

例1 磁流體發電機原理圖如右。等離子體高速從左向右噴射,兩極板間有如圖方向的勻強磁場。該發電機哪個極板為正極?兩板間最大電壓為多少?解 由左手定則,正 負離子受的洛倫茲力分別向上 向下。所以上極板為正。正 負極板間會產生電場。當剛進入的正負離子受的洛倫茲力與電場力等值反向時,達到最大電壓 u bdv...

第3講帶電粒子在磁場中的運動課堂教學反思

本節課從學生預習和自主學習的內容逐步展開,最終歸納出一般的方法,引導學生去解決鞏固提高部分的問題,提高學生的思維能力。課堂中合作 體現不夠充分,但精講點撥和有效訓練針對性比較強,總體效果不錯。本節課比較成功的將 學 展 點 練 延 內化在教學中,而不是單純形式上的體現,收到了比較好的課堂較益。我在上...