帶電粒子在復(fù)合場中運動的軌跡欣賞(存儲版)
【正文】 2R=r所以 2vB qv m r? mvr Bq?s in 22xr? ?m a x m a x1si n , 6 022Rr? ?? ? ? ?o X Y O ? ? （ 3)當(dāng)粒子速度減小為 時，粒子在磁場中作圓周運動的半徑為 故粒子轉(zhuǎn)過四分之一圓周，對應(yīng)圓心角為 90186。在 t=0時，質(zhì)量 m=2 1015kg，電量為 q=1 1010C的正離子，以速度為4 103m/s從兩板中間水平射入。 一個質(zhì)量為 m=、電量為 q= 10— 2C的可視為質(zhì)點的帶正電小球 ， 在t=0時刻以大小為 v0的水平初速度向右通過電場中的一點 P， 當(dāng) t=t1時刻在電場所在空間中加上一如圖所示隨時間周期性變化的磁場 ， 使得小球能豎直向下通過 D點 ， D為電場中小球初速度方向上的一點 ， PD間距為 L， D到豎直面 MN的距離 DQ為 L／ π。 解析 粒子重新回到 O點時其運動軌道如圖所示 ,形成一 ” 心臟 ” 圖形 .由圖可知，粒子在 B1中運動時間 粒子在 B1中的運動時間為 一顆“心臟” 例 2如圖所示 ,以 ab為分界面的兩個勻強磁場 ,方向均垂直于紙面向里 ,其磁感應(yīng)強度 B1=2B2,現(xiàn)有一質(zhì)量為 m,帶電量為 +q的粒子 ,從 O點沿圖示方向以速度 v進入 B1中 ,經(jīng)過時間 t=____粒子重新回到 O點 (重力不計 ) 所以粒子運動的總時間 + 11 12 mtT Bq???22212mtTBq???121 2 222m m mt t tB q B q B q? ? ?? ? ? ? ?例 7 如圖 12（ a）所示，在ｘＯｙ平面上－Ｈ＜ｙ＜Ｈ的范圍內(nèi)有一片稀疏的電子，從 x軸的負半軸的遠處以相同的速率ｖ ０ 沿 x軸正向平行地向 y軸射來．試設(shè)計一個磁場區(qū)域，使得 （ 1）所有電子都能在磁場力作用下通過原點 O； （ 2）這一片電子最后擴展到－ 2Ｈ＜ｙ＜ 2Ｈ范圍內(nèi)，繼續(xù)沿 x軸正向平行地以相同的速率ｖ０向遠處射出．已知電子的電量為ｅ、質(zhì)量為ｍ，不考慮電子間的相互作用． 如圖 ,在 xoy平面上 HyH的范圍內(nèi)有一片稀疏的電子 .從 x軸的負半軸的遠處以相同的速率 V沿 x軸正向平行地向 y軸射來 .試設(shè)計一個磁場區(qū)域 ,使得 :(1)所有電子都能在磁場力作用下通過原點O。兩板間有 B=,垂直于紙面向里的勻強磁場。 （ 2)設(shè)粒子飛出和進入磁場的速度方向夾角為 Φ則 x是粒子在磁場中軌跡的兩端點的直線距離， x最大值為 2R 。 0mvrBq?2222 21122, 2RRR r R r r R?? ? ? ?70 4 103qBr mv sm? ? ? ,3a r c ta n 3 0 , 6 03 pop? ?? ? ? ? ?12433mtTBq?? ? ?1206Rt v?112064 Rmt t t Bq v?? ? ? ?圖 15 一朵葵花 例 4．據(jù)有關(guān)資料介紹，受控?zé)岷司圩兎磻?yīng)裝置中有級高的溫度，因而帶電粒子將沒有通常意義上的容器可裝，托卡馬克裝置是一種利用磁約束來實現(xiàn)受控核聚變的環(huán)形容器，由磁場將高溫、高密等離子體約束在有限的范圍內(nèi)，現(xiàn)按下面的簡化條件來討論這個問題，如圖所示，有一個環(huán)形區(qū)域，其截面內(nèi)半徑為 R1=a，外半徑為 R2=(2√21)a,環(huán)形區(qū)域內(nèi)有垂 直紙面向外的勻強磁場，磁 感應(yīng)強度為 B。 mrqBU 622?圖 4 圖 3 。 1．一朵梅花 例 1．如圖所示，兩個共軸的圓
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