精诚凝聚_成就梦想
第六课时带电粒子在洛仑兹力作用下的运动(1)
知识要点回顾:一、带电粒子做匀速圆周运动的分析方法:(画轨迹,定圆心,找半径)1、圆心的确定:因为洛仑兹力F指向圆心,根据F⊥v,画出粒子运动轨迹中任意两点(一
般是射入和射出磁场两点)的F的方向,沿两个洛仑兹力F画其延长线,两延长线的交点即为圆心
2、半径的确定和计算:利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心角).并注意以下两个重要的几何特点:粒子速度的偏向角(ф)等于回旋角(圆心角α),并等于AB弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍(如图),即фα=2θ=ωt
3、粒子在磁场中运动时间的确定利用回旋角(即圆心角α)与弦切角的关系,或者利用四边形内角和等于360°计算出圆心角α的大小,由公式tαT360°可求出粒子在磁场中的运动时间。
4、注意圆周运动中有关对称规律: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,必沿径向射出等等。二、运动规律应用
典型例题:
例1、每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来,地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线
中大多数带电粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重
要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来,(如图),
地球由西向东转,虚线表示地球自转轴,上方为地理北极),在地球磁场的作用下,
它将(
)
A.向东偏转
B.向南偏转
C.向西偏转
D.向北偏转
例2、图中虚线MN是一垂直纸面的平面与纸面的交线,在平面右侧的半空间存在一磁感强
度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向外是MN上的一点,从O点可以向磁场区域发射电量为
+q、质量为m、速率为的粒子,粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向已知先后射人
的两个粒子恰好在磁场中给定的P点相遇,P到0的距离为L不计重力及粒子间的相互作用
1求所考察的粒子在磁场中的轨道径
2求这两个粒子从O点射人磁场的时间间隔
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例3、A、B为水水平放置的足够长的平行板,板间距离为d=10×10-2m,A板上有一电子源P,在纸面内能向各个方向发射速度在0≤v≤32×107ms范围内的电子,Q为P点正上方B板上的r