帶電粒子在磁場中的運(yùn)動-邊界問題課件二輪公開課

帶 電 粒 子 的圓 周 運(yùn) 動 2T= mqB周 期 ：R= mvqB半 徑 ：勻速圓周運(yùn)動的周期跟軌道半徑和運(yùn)動速率均無關(guān)。 處 理 帶 電 粒 子 在 磁 場 中 運(yùn) 動 問 題 的 基 本 思 路22 2mvqvB m RR T v0o L dv U O PM x熒 光 屏OB BM NK d dS1 S2 A1 A3A4O 6030 xy B2B1 Ov關(guān) 鍵 ： 圓 心 的 確 定 、 軌 跡 的 描 繪Bv vO 處 理 帶 電 粒 子 在 磁 場 中 運(yùn) 動 問 題 的 基 本 方 法 法 寶 ： 構(gòu) 造 三 角 形 （ 直 角 ） 解 三 角 形 或 勾 股 定 律 處 理 帶 電 粒 子 在 磁 場 中 運(yùn) 動 問 題 的 基 本 方 法難點(diǎn)：求半徑 L 【 例 題 1】 M NBO2RR2RM NO 2R R 2RM NO2R 2R2RM NO R2R2RM NOD.A. B.C. 2RR2RM NO s abL. P1P2NcmrrPP 7.4330cos2 021 （ 六 校 信 息 卷 ） 24、 (20分 ） 如 圖 所 示 ， 在 水 平 放 置 的 足 夠 大 熒 光 屏 PQMN上 方 存 在 著 磁 感 應(yīng)強(qiáng) 度 大 小 為 B的 勻 強(qiáng) 磁 場 ， 方 向 平 行 于 水 平 面 且 與 邊 MQ垂 直 。 某 時 刻 從 與 該 平 面 相 距 為 h的S點(diǎn) （ S在 平 面 上 的 投 影 位 置 為 A) 向 垂 直 磁 場 的 平 面 內(nèi) 的 各 個 方 向 同 時 發(fā) 射 大 量 相 同 帶 正電 的 粒 子 ， 粒 子 質(zhì) 量 均 為 m， 電 量 為 q， 速 度 大 小 均 為 v=5qBh/8m， 方 向 均 在 同 一 豎 直 平 面內(nèi) 。 觀 察 發(fā) 現(xiàn) ， 熒 光 屏 上 OF之 間 有 發(fā) 光 ， 其 余 位 置 均 無 發(fā) 光 ， 且 OF間 某 些 位 置 只 有 一 次 發(fā)光 ， 某 些 位 置 有 兩 次 放 光 ， 試 求 ：（ 1） 發(fā) 光 區(qū) 域 OF的 長 度 ；（ 2） 熒 光 屏 上 一 次 發(fā) 光 的 區(qū) 域 長 度 與 兩 次 發(fā) 光 的 區(qū) 域 長 度 之 比 。 【 例 題 2】 如 圖 所 示 ,一 束 電 子 (電 量 為 e)以 垂 直 于 左 邊 界 的 速 度 V0垂 直 射 入 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 為 B、 寬 度 為 d的 勻 強(qiáng) 磁 場 ,若 要 求 電 子 不 從 右 邊 界穿 出 ， 則 初 速 度 V0有 什 么 要 求 ？ Be v0dB 變 式 1： 若 初 速 度 向 下 與 邊 界 成 = 60 0， 則 初 速 度 有什 么 要 求 ？ 300600 變 式 2： 若 初 速 度 向 上 與 邊 界 成 = 60 0， 則 初 速 度 有 什 么 要 求 ？ 300600 V0Oa bcd V0Oa bcd )30sin1(2 01 rL 31 Lr mqBLmqBrv 311 300 600 Lr 2 mqBLmqBrv 22 mqBLvmqBL 3 Sv vBP S vSQ P Q Q r1 規(guī) 律 總 結(jié) 【 例 題 3】 r2O2+q vr2O1 v 單粒子多臨界問題 meBdvmeBd 32 MNd5dB v v v v 多粒子的多臨界問題 （ 1） 求 電 子 進(jìn) 入 磁 場 時 速 度 的 大 小 ；（ 2） 當(dāng) 感 光 板 ab沿 x軸 方 向 移 到 某 一 位 置 時 ，恰 好 沒 有 電 子 打 到 板 上 ， 求 感 光 板 到 y軸 的 距 離x1 如 圖 所 示 ， 是 一 種 電 子 擴(kuò) 束 裝 置 的 原 理 示 意 圖 直 角 坐 標(biāo) 系 原點(diǎn) O處 有 一 電 子 發(fā) 生 器 ， 朝 xOy平 面 內(nèi) x 0區(qū) 域 任 意 方 向 發(fā) 射 電 子 ， 電 子 的 速率 均 為 v， 已 知 電 子 的 電 荷 量 為 e、 質(zhì) 量 為 m 在 0 x d的 區(qū) 域 內(nèi) 分 布 著 沿 x軸 負(fù) 方 向 的 勻 強(qiáng) 電 場 ， 場 強(qiáng) 大 小 ， 在 x d區(qū) 域 內(nèi) 分 布 著 足 夠 大 且 垂 直 于 xOy平 面 向 外 的 勻 強(qiáng) 磁 場 ， 勻 強(qiáng) 磁 場 的 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 為 B ab為 一 塊 很 大 的 平 面 感光 板 ， 在 磁 場 內(nèi) 平 行 于 y軸 放 置 ， 電 子 打 到 板 上 時 會 在 板 上 形 成 一 條 亮線 不 計 電 子 的 重 力 和 電 子 之 間 的 相 互 作 用 多粒子復(fù)合場中多臨界問題 帶 點(diǎn) 粒 子 在 有 界 磁 場 中 的 臨 界 問 題 ：解 決 臨 界 問 題 的 方 法 是 ： 通 常 以 題 目 中 的 “ 恰 好 ” “ 最 高 ” “ 最 長 ” “ 至少 ” 等 為 突 破 口 ，將不確定的物理量推向極端(如 極大 、 極 小 ； 最 上 、 最 下 ； 最 左 、 最 右 等 )， 結(jié) 合 幾 何關(guān) 系 分 析 得 出 臨 界 條 件 ， 列 出 相 應(yīng) 方 程 求 解 結(jié) 果 。解 決 臨 界 問 題 的 關(guān) 鍵 是 :極限法找臨界點(diǎn) 課 堂 小 結(jié)找 圓 心 畫 軌 跡 定 半 徑1、 解 題 基 本 思 路 ：3、 解 決 邊 界 臨 界 問 題 的 方 法 單 粒 子 多 粒 子單 臨 界 多 臨 界單 一 場 復(fù) 合 場2、 利 用 動 態(tài) 圓 巧 解 邊 界 問題 定 圓 旋 轉(zhuǎn) 法定 點(diǎn) 放 縮 法