磁場(chǎng)期末復(fù)習(xí)ppt課件(已改無錯(cuò)字)
2023-06-04 07:47:31 本頁面
【正文】 方法： 物理和幾何方法： 作出帶電粒子在磁場(chǎng)中兩個(gè)位置所受洛侖茲力，沿其方向延長線的交點(diǎn)確定圓心，從而確定其運(yùn)動(dòng)軌跡。 軌道半徑： R=mv/qB 周期： T=2πm/qB 帶電粒子在磁場(chǎng)中（ v⊥ B） 只受洛侖茲力， 粒子做 勻速圓周 運(yùn)動(dòng) 。 物理和幾何方法 例 2：如圖所示，在 y0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于 xy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一帶正電的粒子以速度 v0從 O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在 xy平面內(nèi)，與 x軸正向的夾角為 θ 。若粒子射出磁場(chǎng)的位置與 O點(diǎn)的距離為 L，求該粒子的電量和質(zhì)量之比 q/m。 xyopθv物理和幾何方法 例 2：如圖所示，在 y0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于 xy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一帶正電的粒子以速度 v0從 O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在 xy平面內(nèi)，與 x軸正向的夾角為 θ 。若粒子射出磁場(chǎng)的位置與 O點(diǎn)的距離為 L，求該粒子的電量和質(zhì)量之比 q/m。 解： 由幾何知識(shí)： 粒子的運(yùn)動(dòng)半徑： r=L/2sinθ 粒子的運(yùn)動(dòng)半徑： r=mv/qB 由上兩式可得粒子的荷質(zhì)比： q/m=2mvsinθ/BL 作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。 設(shè) P點(diǎn)為出射點(diǎn)。 xyopθvθθF 洛v二、確定帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法 一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 物理方法： 幾何方法： 物理和幾何方法： 作出帶電粒子在磁場(chǎng)中兩個(gè)位置所受洛侖茲力，沿其方向延長線的交點(diǎn)確定圓心，從而確定其運(yùn)動(dòng)軌跡。 作出帶電粒子在磁場(chǎng)中某個(gè)位置所受洛侖茲力，沿其方向的延長線與圓周上兩點(diǎn)連線的中垂線的交點(diǎn)確定圓心，從而確定其運(yùn)動(dòng)軌跡。 軌道半徑： R=mv/qB 周期： T=2πm/qB 帶電粒子在磁場(chǎng)中（ v⊥ B） 只受洛侖茲力， 粒子做 勻速圓周 運(yùn)動(dòng) 。 例 3：一帶電質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量為 m、電量為 q，以平行于 Ox軸的速度 v從 y軸上的 a點(diǎn)射入圖中第一象限所示的區(qū)域，為了使該質(zhì)點(diǎn)能從 x軸上的 b點(diǎn)以垂直于 Ox軸的速度 v射出，可在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粋€(gè)垂直于 Oxy平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若此磁場(chǎng)僅分布在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)，試求這個(gè)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑（重力忽略不計(jì)）。 幾何方法 yOa→vbvxv幾何方法 解： 質(zhì)點(diǎn)在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)， 半徑為： R=mv/qB 連接 MN，所求的最小磁場(chǎng)區(qū)域應(yīng)以 MN為直徑的圓形區(qū)域。 故所求磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑為： R=MN/2= R2+R2 2= 2 R 2= 2 mv 2qB 過 P點(diǎn)作角 ∠ aPb的角平分線， 然后在角 ∠ aPb的平分線上取一 點(diǎn) O`，以 O`為圓心，以 R為半徑 作圓與 aP和 bP分別相切于 M點(diǎn) 和 N點(diǎn) , 粒子的運(yùn)動(dòng)跡為 MN的 一段圓弧。 過 a、 b兩點(diǎn)分別作平行 x軸 和 y軸的平行線且交于 P點(diǎn)； P v MNO`yOa→bxv二、確定帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法 一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 物理方法： 幾何方法： 物理和幾何方法： 作出帶電粒子在磁場(chǎng)中兩個(gè)位置所受洛侖茲力，沿其方向延長線的交點(diǎn)確定圓心，從而確定其運(yùn)動(dòng)軌跡。 作出帶電粒子在磁場(chǎng)中某個(gè)位置所受洛侖茲力，沿其方向的延長線與圓周上兩點(diǎn)連線的中垂線的交點(diǎn)確定圓心，從而確定其運(yùn)動(dòng)軌跡。 ① 圓周上任意兩點(diǎn)連線的中垂線過圓心②圓周上兩條切線夾角的平分線過圓心③過切點(diǎn)作切線的垂線過圓心 軌道半徑： R=mv/qB 周期： T=2πm/qB 帶電粒子在磁場(chǎng)中（ v⊥ B） 只受洛侖茲力， 粒子做 勻速圓周 運(yùn)動(dòng) 。 二、確定帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的方法 一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 物理方法： 幾何方法： 物理和幾何方法： 作出帶電粒子在磁場(chǎng)中兩個(gè)位置所受洛侖茲力，沿其方向延長線的交點(diǎn)確定圓心，從而確定其運(yùn)動(dòng)軌跡。 作出帶電粒子在磁場(chǎng)中某個(gè)位置所受洛侖茲力，沿其方向的延長線與圓周上兩點(diǎn)連線的中垂線的交點(diǎn)確定圓心，從而確定其運(yùn)動(dòng)軌跡。 ① 圓周上任意兩點(diǎn)連線的中垂線過圓心②圓周上兩條切線夾角的平分線過圓心③過切點(diǎn)作切線的垂線過圓心 軌道半徑： R=mv/qB 周期： T=2πm/qB 帶電粒子在磁場(chǎng)中（ v⊥ B） 只受洛侖茲力， 粒子做 勻速圓周 運(yùn)動(dòng) 。 三、 帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，簡稱帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，一般具有較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)圖景。這類問題本質(zhì)上是一個(gè)力學(xué)問題，應(yīng)順應(yīng)力學(xué)問題的研究思路和運(yùn)用力學(xué)的基本規(guī)律。 ◆ 分析帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，主要是兩條線索： ⑴ 力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。根據(jù)帶電粒子所受的力，運(yùn)用牛頓第二定律并結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解。 ⑵ 功能關(guān)系 。根據(jù)場(chǎng)力及其它外力對(duì)帶電粒子做功引起的能量變化或全過程中的功能關(guān)系，從而可確定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況，這條線索不但適用于均勻場(chǎng)，也適用于非均勻場(chǎng)。因此要熟悉各種力做功的特點(diǎn)。 ◆ 帶電體在復(fù)合場(chǎng)中受力情況復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況多變，往往出現(xiàn)臨界問題，應(yīng)以題中“最大”、“最高”、“至少”等詞語為突破口，挖掘隱含條件，根據(jù)臨界條件列出輔助方程，再與其它方程聯(lián)立求解。 帶電粒子在電場(chǎng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 直線運(yùn)動(dòng) ：如用電場(chǎng)加速或減速粒子 帶電粒
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