第5章磁場(chǎng)與回旋回速器章末整合課件滬科版選修3-1-免費(fèi)閱讀
【正文】 時(shí)，安培力最小，有 Bm i n＝μ m g1 ＋ μ2IL. 代入數(shù)據(jù)解得： B m i n ＝52 T 對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與安培力的方向垂直 斜向上． 答案： 52 T 有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)指在局部空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，帶電粒子從磁場(chǎng)區(qū)域外垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)經(jīng)歷一段勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也就是通過(guò)一段圓弧后離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域．由于運(yùn)動(dòng)的帶電粒子垂直磁場(chǎng)方向，從磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)的方向不同，或磁場(chǎng)區(qū)域邊界不同，造成它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓弧軌道各不相同．如圖 5－ 2中幾種常見(jiàn)情景： 帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 圖 52 解決這一類(lèi)問(wèn)題時(shí)，找到粒子在磁場(chǎng)中一段圓弧運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的圓心位置、半徑大小以及與半徑相關(guān)的幾何關(guān)系是解題的關(guān)鍵． 1．三個(gè) (圓心、半徑、時(shí)間 )關(guān)鍵確定 研究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，常考慮的幾個(gè)問(wèn)題： (1)圓心的確定 已知帶電粒子在圓周中兩點(diǎn)的速度方向時(shí) (一般是射入點(diǎn)和射出點(diǎn) )，沿洛倫茲力方向畫(huà)出兩條速度的垂線(xiàn)，這兩條垂線(xiàn)相交于一點(diǎn)，該點(diǎn)即為圓心． (弦的垂直平分線(xiàn)過(guò)圓心也常用到 ) (2)半徑的確定 一般應(yīng)用幾何知識(shí)來(lái)確定． (3) 運(yùn)動(dòng)時(shí)間： t ＝θ360176。 . ( 3) 設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ，在洛倫茲力作用下粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二 定律及向心力公式得q v B ＝ mv2r，其中 r 是圓周半徑，此圓周與 x 軸和 y 軸的交點(diǎn)分別為 P P3，連線(xiàn) P P3為圓周軌道的直徑，因?yàn)?OP2＝ OP3， θ ＝ 45176。 .如圖 5－ 3所示． 圖 53 2．兩類(lèi)典型問(wèn)題 (1)極值問(wèn)題：常借助半徑 R和速度 v(或磁場(chǎng) B)之間的約束關(guān)系進(jìn)行動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)軌跡分析，確定軌跡圓和邊界的關(guān)系，找出臨界點(diǎn)，然后利用數(shù)學(xué)方法求解極值． 注意 ： ①剛好穿出磁場(chǎng)邊界的條件是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡與邊界相切． ②當(dāng)速度 v一定時(shí)，弧長(zhǎng) (或弦長(zhǎng) )越長(zhǎng)，圓周角越大，則帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)． ③當(dāng)速率 v變化時(shí)，圓周角大的，運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)． (2)多解問(wèn)題：多解形成的原因一般包含以下幾個(gè)方面： ①粒子電性不確定；②磁場(chǎng)方向不確定；③臨界狀態(tài)不唯一；④粒子運(yùn)動(dòng)的往復(fù)性等． 關(guān)鍵點(diǎn)：①審題要細(xì)心．②重視粒子運(yùn)動(dòng)的情景分析．
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