带电粒子在匀强磁场中的运动含各种情况_精品文档PPT推荐.ppt

1、，则：电子的质量是电子的质量是 ，通过磁场的时间是通过磁场的时间是 。300vBABvd一、磁场作用下粒子的偏转2 2、如如图图所所示示，在在半半径径为为R R 的的圆圆的的范范围围内内，有有匀匀强强磁磁场场，方方向向垂垂直直圆圆所所在在平平面面向向里里一一带带负负电电的的质质量量为为m m电电量量为为q q粒粒子子，从从A A点点沿沿半半径径AOAO的的方方向向射射入入，并并从从C C点点射射出出磁磁场场AOCAOC120120o o则则此此粒粒子在磁场中运行的时间子在磁场中运行的时间t t_（不计重力不计重力）ABRvvO120120C3.图中图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板，它的表示

2、真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应一侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为强度大小为B。一带电粒子从平板上的狭缝。一带电粒子从平板上的狭缝O处以处以垂直于平板的初速垂直于平板的初速v射入磁场区域，最后到达平板射入磁场区域，最后到达平板上的上的P点。已知点。已知B、v以及以及P到到O的距离的距离l不计重不计重力力,求此粒子的电荷求此粒子的电荷q与质量与质量m之比。之比。POMNBvl1.如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电的如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电的粒子质量粒子质量m m、电量、电量q q、若它以速度、若它以速度v v沿与

3、虚线成沿与虚线成30300 0、60600 0、90900 0、1201200 0、1501500 0、1801800 0角分别射入，请你作出上角分别射入，请你作出上述几种情况下粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的述几种情况下粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。时间。二、有界磁场问题：粒子在磁场中做圆周运动的对称规律：从同一直线边界射入的粒子，从同一直线边界射入的粒子，从从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。1、两个对称规律：、两个对称规律：入射角入射角300时时入射角入射角1500时时2、如图所示，在、如图所示，在y则下列说法中正则下列说法中正确的是确的

4、是A.A.液滴一定做匀速直线运动液滴一定做匀速直线运动B.B.液滴一定带负电液滴一定带负电C.C.电场线方向一定斜向下电场线方向一定斜向下D.D.液滴也有可能做匀变速液滴也有可能做匀变速直线运动直线运动（1）直线运动的情形：）直线运动的情形：例例2 2、如图，套在足够长的绝缘直棒上的小球，其、如图，套在足够长的绝缘直棒上的小球，其质量为质量为m m，带电量，带电量+q+q，小球可在棒上滑动，将此棒，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在相互垂直，且沿水平方向的匀强电场和匀竖直放在相互垂直，且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为强磁场中，电场强度为E E，磁感应强度为，磁感应强度为B B，小球

5、与，小球与棒的动摩擦因数为棒的动摩擦因数为，求小球由静止沿棒下落的最，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度。大加速度和最大速度。变化变化4：假如电场反向，判断：假如电场反向，判断运动情形。运动情形。变化变化1、小球加速度为最大加速度的一半时的速度。、小球加速度为最大加速度的一半时的速度。变化变化3、小球下滑速度为最大速度、小球下滑速度为最大速度一半时的加速度。一半时的加速度。变化2、假如 问题同变化1。变化变化5 5、如图所示，质量是、如图所示，质量是m m的小球带有正电荷，电的小球带有正电荷，电量为量为q q，小球中间有一孔套在足够长的绝缘细杆上。，小球中间有一孔套在足够长的绝缘细杆上

6、。杆与水平方向成杆与水平方向成角，与球的动摩擦因数为角，与球的动摩擦因数为，此，此装置放在沿水平方向、磁感应强度为装置放在沿水平方向、磁感应强度为B B的匀强磁场的匀强磁场中。若从高处将小球无初速释放，求：小球下滑过中。小球下滑过程中加速度的最大值和运动速度的最大值。程中加速度的最大值和运动速度的最大值。变化变化6 6：如图所示，在空间存在着水平向右、场强为：如图所示，在空间存在着水平向右、场强为E E的匀的匀强电场，同时存在着竖直向上、磁感强度为强电场，同时存在着竖直向上、磁感强度为B B的匀强磁场。的匀强磁场。在这个电、磁场共同存在的区域内有一足够长的绝缘杆沿在这个电、磁场共同存在的区域内

7、有一足够长的绝缘杆沿水平方向放置，杆上套有一个质量为水平方向放置，杆上套有一个质量为m m、带电荷量为、带电荷量为q q的金的金属环。已知金属环与绝缘杆间的动摩擦因数为，且属环。已知金属环与绝缘杆间的动摩擦因数为，且mgqEmgqE。现将金属环由静止释放，设在运动过程中金属环所带电荷现将金属环由静止释放，设在运动过程中金属环所带电荷量不变。量不变。（1）（1）试定性说明金属环沿杆的运动情况试定性说明金属环沿杆的运动情况。（3）（3）求金属环运动的求金属环运动的最大速度的大小最大速度的大小。（2）（2）求金属环运动的最大加速度的大小求金属环运动的最大加速度的大小。变变7 7带负电的小物体带负电的

8、小物体A A放在倾角为放在倾角为（sinsin=0.6=0.6）的绝）的绝缘斜面上。整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀缘斜面上。整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中，如图所示。物体强电场中，如图所示。物体A A的质量为的质量为m m，电量为，电量为-q q，与斜，与斜面间的动摩擦因数为面间的动摩擦因数为，它在电场中受到的电场力的大小，它在电场中受到的电场力的大小等于重力的一半。物体等于重力的一半。物体A A在斜面上由静止开始下滑，经时在斜面上由静止开始下滑，经时间间t t后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场，磁场后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面

9、。磁感应强度大小为方向垂直于纸面。磁感应强度大小为B B，此后物体，此后物体A A沿斜面沿斜面继续下滑距离继续下滑距离L L后离开斜面。后离开斜面。物体物体A A在斜面上的运动情况如何？说明理由在斜面上的运动情况如何？说明理由。物体物体A A在斜面上运动过程中由多少能量转化为内能在斜面上运动过程中由多少能量转化为内能？例例2、如图，、如图，PQ为一块长为为一块长为L，水平放置的绝缘平板，整，水平放置的绝缘平板，整个空间存在着水平向左的匀强电场，板的右半部分还存在个空间存在着水平向左的匀强电场，板的右半部分还存在着垂直于纸面向里的有界匀强磁场，一质量为着垂直于纸面向里的有界匀强磁场，一质量为m，

10、带电量，带电量为为q的物体，从板左端的物体，从板左端P由静止开始做匀加速运动，进入磁由静止开始做匀加速运动，进入磁场后恰作匀速运动，碰到右端带控制开关场后恰作匀速运动，碰到右端带控制开关K的挡板后被弹的挡板后被弹回，且电场立即被撤消，物体在磁场中仍做匀速运动，离回，且电场立即被撤消，物体在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动，最后停在开磁场后做匀减速运动，最后停在C点，已知点，已知PC=L/4，物，物体与板间动摩擦因数为体与板间动摩擦因数为,求：（求：（1）物体带何种电荷？）物体带何种电荷？（2）物体与板碰撞前后的速度）物体与板碰撞前后的速度v1和和v2（3）电场强度）电场强度E和磁感应

11、强度和磁感应强度B多大？多大？例例3 3、如图所示，匀强电场的场强、如图所示，匀强电场的场强E=4V/mE=4V/m，方向水平向左，方向水平向左匀强磁场的磁感强度匀强磁场的磁感强度B=2TB=2T，方向垂直于纸面向里，一，方向垂直于纸面向里，一个质量为个质量为m=1gm=1g、带正电的小物体、带正电的小物体A A从从M M点沿绝缘粗糙的点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速下滑，当它滑行竖直壁无初速下滑，当它滑行h=0.8mh=0.8m到到N N点时离开壁做点时离开壁做曲线运动，运动到曲线运动，运动到P P点时恰好处于平衡状态，此时速度点时恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平成方向与水平成45450 0角

12、，设角，设P P与与M M的高度差的高度差H=1.6mH=1.6m，求，求 （1 1）A A沿壁下滑过程中摩擦力作的功。沿壁下滑过程中摩擦力作的功。（2 2）P P与与M M的水平距离。的水平距离。例例1、用绝缘细线悬吊着的带正电小球在、用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀匀强磁场中做简谐运动，则匀匀强磁场中做简谐运动，则A、当小球每次通过平衡位置时，动能、当小球每次通过平衡位置时，动能相同相同B、当小球每次通过平衡位置时，速度、当小球每次通过平衡位置时，速度相同相同C、当小球每次通过平衡位置时，丝线拉、当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同力相同D、撤消磁场后，小球摆动周期变化、撤消磁场后，小球

13、摆动周期变化（2）圆周运动情形例例2 2、如图所示，水平放置的平行金属板、如图所示，水平放置的平行金属板 ABAB间距为间距为 d d，水平方向的匀强磁场为，水平方向的匀强磁场为B B 。今有一带电粒子在今有一带电粒子在 AB AB 间竖直平面内作半径间竖直平面内作半径为为 R R 的匀速圆周运动，则带电粒子转动方的匀速圆周运动，则带电粒子转动方向为向为 时针，速率为时针，速率为 。例例3 3、在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电、在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴小球绕竖直方向的轴O O在匀强磁场中做逆时针方向在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向

14、下，其俯视的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图图如图9 9所示，若小球运动到所示，若小球运动到A A点时，绳子突然断开，点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是（确的是（）。）。A A小球仍做逆时针匀速圆周运动，小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变半径不变B B小球仍做逆时针匀速圆周运动，小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径减小半径减小C C小球做顺时针匀速圆周运动，半小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变径不变D D小球做顺时针匀速圆周运动，半小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小径减小例例4 4、在如图所示的直角坐

15、标系中、在如图所示的直角坐标系中,坐标原点坐标原点O O处固处固定有正电荷定有正电荷,另有平行于另有平行于y y轴的匀强磁场。一个质量轴的匀强磁场。一个质量为为m m带电量为带电量为q q的微粒的微粒,恰能以恰能以y y轴上轴上P P点点（0,a,0）（0,a,0）为圆为圆心做匀速圆周运动心做匀速圆周运动,其轨迹平面与其轨迹平面与xOzxOz平面平行平面平行,角角速度为速度为,旋转方向如图中箭头所示旋转方向如图中箭头所示,试求匀强的磁试求匀强的磁感应强度大小和方向。感应强度大小和方向。例例5 5、在竖直放置的光滑绝缘圆环中，套有一个带、在竖直放置的光滑绝缘圆环中，套有一个带电荷量为一电荷量为一q q、质量为、质量为m m的小环，整个装置放在