人教版高二物理选修3-1第三章 3．6 带电粒子在匀强磁场中的运动 2（14张PPT）

(共14张PPT)
学习目标
1、熟练掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并用它们解答有关问题。
3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动2
2、带电粒子在磁场中运动时的临界问题
专题：带电粒子在有界磁场中的圆周运动
(2)周期T
半径r跟速率v成正比.
周期T跟圆半径r和速率v均无关，与m/q有关。
(1)圆半径r
带电粒子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动规律
知识回顾
1 找圆心：
已知任意两点速度方向：作垂线可找到两条半径，其交点是圆心。
已知一点速度方向和另外一点的位置：作速度的垂线得半径，连接两点并作中垂线，交点是圆心。
O
O
3 定半径：
几何法求半径
公式求半径
4 算时间：先算周期，再用圆心角算时间
θ
θ
α
α
α
θ = 2α
注意：θ 应以弧度制表示
2 画圆弧：
圆心角
偏向角（回旋角）
（弦切角）
精讲：一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的分析方法
(1)若电子后来又经过D点，则电子的速度大小是多少？
(2)电子从C到D经历的时间是多少？
(电子质量me=9.1x10-31kg，电量e=1.6x10-19C)
8.0x106m/s 6.5x10-9s
二、带电粒子在无界磁场中的运动
结论：无界磁场中的圆周运动－－采用程序法：四步法
例2： 如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？
M
N
B
O
v
关键:
是找圆心、求半径和应用对称性。
三、带电粒子在半无界磁场中的运动
　　规律：从同一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。
例3:两板间（长为L，相距为L）存在匀强磁场，带负电粒子q、m以速度V0从方形磁场的中间射入，要求粒子最终飞出磁场区域，则B应满足什么要求？
B
v0
q
m
L
L
四.带电粒子在平行边界磁场中的运动
B>4mV0/qL或B<4mV0/5qL
变式：如图所示，一束电子（电量为e）以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来射入方向的夹角是30?，则电子的质量是多大？穿透磁场的时间是多少?
O
r
r
从平面几何的角度看，是粒子轨迹圆与磁场边界圆的两圆相交问题。
特殊情形：
有用规律一
在圆形磁场内,入射速度沿径向,出射速度也必沿径向.
五.带电粒子在圆形磁场中的运动
从平面几何的角度看，是粒子轨迹圆与磁场边界圆的两圆相交问题。
一般情形：
有用规律二：
磁场圆心O和运动轨迹圆心O′都在入射点和出射点连线AB的中垂线上。
或者说两圆心连线OO′与两个交点的连线AB垂直。
带电粒子在圆形磁场中的运动
穿过圆形磁场区。画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）。
注意:由对称性,射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。
带电粒子在圆形磁场中的运动
例、如图虚线所示区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，一束速度大小各不相同的质子正对该区域的圆心O射入这个磁场；结果，这些质子在该磁场中运动的时间有的较长，有的较短，其中运动时间较长的粒子（ ）
A．射入时的速度一定较大
B．在该磁场中运动的路程一定较长
C．在该磁场中偏转的角度一定较大
D．从该磁场中飞出的速度一定较小
CD
课堂小结
（1）、找圆心：方法

（2）、定半径：
２：带电粒子在有界磁场中的运动问题
（1）、直线边界（进出磁场具有对称性）
（2）、平行边界（存在临界条件）
（3）、圆形边界（沿径向射入必沿径向射出）
１.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动分析方法
（3）、确定运动时间：
1. 一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。
y
x
o
B

v
v
a
O/
课堂训练
2.电子自静止开始经M、N板间（两板间的电压为u）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示。求匀强磁场的磁感应强度。（已知电子的质量为m，电量为e）
思考：1、若改变两板件电压U,磁感应强度B不变，则电子不从右边出来的条件。
2、若改保持两板件电压U不变,磁感应强度B变化，则电子不从右边出来的条件。