磁場對運動電荷的作用(文件)
【正文】 向外時為正方向．現(xiàn)有一質量為m、帶電量為＋q的離子，在t＝0時刻從坐標原點O以速度υ沿與x軸正方向成75176。O【例8】如圖所示，一半徑為R的絕緣圓筒中有沿軸線方向的勻強磁場，磁感應強度為B，一質量為m，帶電荷量為q的正粒子（不計重力）以速度為v從筒壁的A孔沿半徑方向進入筒內，設粒子和筒壁的碰撞無電荷量和能量的損失，那么要使粒子與筒壁連續(xù)碰撞，繞筒壁一周后恰好又從A孔射出，問：(1)磁感應強度B的大小必須滿足什么條件？(2)粒子在筒中運動的時間為多少？Bφ⌒O/╯θ解析:(1)粒子射入圓筒后受洛侖茲力的作用而發(fā)生偏轉,設第一次與B點碰撞,撞后速度方向又指向O點,設粒子碰撞n1次后再從A點射出,則其運動軌跡是n段相等的弧長.設第一段圓弧的圓心為O/,半徑為r,則θ=2π/2n=π/n.,由幾何關系得,又由r=mv/Bq,聯(lián)立得:(2)粒子運動的周期為:T=2πm/qB,將B代入得弧AB所對的圓心角粒子由A到B所用的時間 (n=……)故粒子運動的總時間為 (n=……)【例9】S為電子源，它只能在如圖（l）所示紙面上的3600范圍內發(fā)射速率相同，質量為m，電量為e的電子，MN是一塊豎直擋板，與S的水平距離OS=L，擋板左側充滿垂直紙面向里的勻強磁場，磁感強度為B．（l）要使S發(fā)射的電子能到達擋板，則發(fā)射電子的速度至少多大？（2）若S發(fā)射電子的速度為eBL／m時，擋板被電子擊中范圍多大？（要求指明S在哪個范圍內發(fā)射的電子可以擊中擋板，并在圖中畫出能擊中擋板距O上下最遠的電子的運動軌道）【解析】（l）電子在磁場中所受洛侖較為提供向心力qBV= mV2/r 當r= L/2時，速度v最小， 由①、②可得，V=eBL／2m （2）若S發(fā)射電子速率V/=eBL／m，由eV/B=mV/2/r/ 可得：r/=L 由左手定則知，電子沿SO發(fā)射時，剛好到達板上的b點，且OB= r/= L，由SO逆時針轉1800的范圍內發(fā)射的電子均能擊中擋板，落點由b→O→a→b/→a，其中沿SO/發(fā)射的電并擊中擋板上的a點，且aO==L．由上分析可知，擋板能被電子擊中的范圍由a→b，其高度h=L＋L=（十l）L，擊中a、b兩點的電子軌跡，如圖（2）所示．【例10】M、N、P為很長的平行邊界面，M、N與M、P間距分別為LL2，其間分別有磁感應強度為B1和B2的勻強磁場區(qū)，Ⅰ和Ⅱ磁場方向垂直紙面向里，B1≠B2，有一帶正電粒子的電量為q，質量為m，以大小為v的速度垂直邊界M及磁場方向射入MN間的磁場區(qū)域，討論粒子初速度v應滿足什么條件才可穿過兩個磁場區(qū)域（不計粒子的重力）。解析：電子在磁場中運動，只受洛倫茲力作用，故其軌跡是圓弧一部分，又因為f⊥v，故圓心在電子穿入和穿出磁場時受到洛倫茲力指向交點上，如圖中的O點，由幾何知識知，AB間圓心角θ=300，OB為半徑．所以r=d/sin300=2d． 又由r=得m＝2dBe／v． 又因為AB圓心角是300，所以穿過時間 t=T==．【例6】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是一正方形的勻強磁場，下列判斷正確的是（ ） A、電子在磁場中運動時間越長，其軌跡線越長 B．電子在磁場中運動時間越長。mv2－189。由 ①②③式得VD=點評：凡是涉及到帶電粒子的動能發(fā)生了變化，均與洛侖茲力無關，因為洛侖茲力對運動電荷永遠不做功。但安培力卻可以做功．四、帶電粒子在勻強磁場中的運動：一是勻速直線運動；
環(huán)評公示相關推薦
鄂ICP備17016276號-1