周运动,其轨道平面一定与磁场垂直。
由洛伦兹力提供向心力,
得轨道半径:
。
由轨道半径与周期的关系得:
。
可见,周期与入射速度和运动半径无关。荷质比相同的带电粒子,当它们以不同的速度在磁场中做匀速圆周运动时,无论速度相差多大,由于其运动半径,与速度成正比,所以它们运动的周期都相同。
规律方法1、带电粒子在磁场中运动的圆心、半径及时间的确定(1用几何知识确定圆心并求半径.
因为F方向指向圆心,根据F一定垂直v,画出粒子运动轨迹中任意两点(大多是射入点和出射点)的F或半径方向,其延长线的交点即为圆心,再用几何知识求其半径与弦长的关系.
2确定轨迹所对应的圆心角,求运动时间.先利用圆心角与弦切角的关系,或者是四边形内角和等于3600(或2π)计算出圆心角θ的大小,再由公式tθT3600(或θT2π)可求出运动时间.3注意圆周运动中有关对称的规律.
如从同一边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等;在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出.
专题带电粒子在复合场中的运动
基础知识一、复合场的分类:1、复合场:即电场与磁场有明显的界线,带电粒子分别在两个区域内做两种不同的运动,即分段运动,该类问题运动过程较为复杂,但对于每一段运动又较为清晰易辨,往往这类问题的关键在于分段运动的连接点时的速度,具有承上启下的作用.2、叠加场:即在同一区域内同时有电场和磁场,些类问题看似简单,受力不复杂,但仔细分析其运动往往比较难以把握。二、带电粒子在复合场电运动的基本分析1当带电粒子在复合场中所受的合外力为0时,粒子将做匀速直线运动或静止.2当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时,粒子将做变速直线运动.3当带电粒子所受的合外力充当向心力时,粒子将做匀速圆周运动.4当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的时,粒子将做变加速运动,这类问题一般只能用能量关系处理.三、电场力和洛伦兹力的比较1在电场中的电荷,不管其运动与否,均受到电场力的作用;而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛伦兹力的作用.2电场力的大小F=Eq,与电荷的运动的速度无关;而洛伦兹力的大小fBqvsi
α与电荷运动的速度大小和方向均有关.
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f3电场力的方向与电场的方向或相同、或相反;而洛伦兹力的方向始终既和磁场垂直,又和速度方向垂直.4电场力既可以改变电荷运动的速度大小,也可以改变电荷运动的方向,而洛伦r