用动态圆和放缩圆分析带电粒子在磁场中运动问题.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-11 格式:PPT 页数:20 大小:1.8MB 金币:10 举报 版权申诉
预览加载中,请您耐心等待几秒...

用动态圆和放缩圆分析带电粒子在磁场中运动问题.ppt

用动态圆和放缩圆分析带电粒子在磁场中运动问题.ppt

预览

免费试读已结束,剩余 10 页请下载文档后查看

10 金币

下载此文档

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

求解临界问题要借助于半径R和速度v之间的约束关系进行动态轨迹分析,确定轨迹圆和边界的关系,寻找临界点,然后利用数学方法求解。常用结论:1、刚好突出磁场边界的条件是粒子在磁场中的运动轨迹与边界相切。2、当速度一定时,弧长或弦长越长,圆周角越大,粒子在磁场中运动时间越长。3、当速度变化时,圆周角大的运动时间越长。4、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。例题、如图所示,有一个磁感应强B、方向垂直纸面向里的足够大的匀强磁场,在磁场中的O点有一个粒子源,能在纸面内向各个方向连续不断地均匀发射速率为v、比荷为k的带正电粒子,PQ是垂直纸面放置厚度不计的档板,档板的P端与O点的连线跟档板垂直。带电粒子的重力以及粒子间的相互作用力忽略不计。(1)为了使带电粒子不打在档板上,粒子源到档板的距离d应满足什么条件?(2)若粒子源到档板的距离d=v/kB,且已知沿某一方向射出的粒子恰好经过挡板的P点后最终又打在挡板上,求这个粒子从O点射出时的速度方向?(3)若粒子源到档板的距离d=v/kB,粒子打到档板左、右表面上的长度之比是多少?例题、如图,真空室内存在方向垂直纸面向里,大小B=0.6T的匀强磁场,内有与磁场方向平行的板ab,在距ab距离为l=16cm处,有一点状的放射源S向各个方向发射α粒子,α粒子的速度都是v=3.0×106m/s,已知α粒子的电荷与质量之比q/m=5.0×107C/kg,现只考虑在图纸平面中运动的α粒子,求ab上被α粒子打中的区域的长度。M例题(2010年全国)如图,在0≤x≤a区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。在t=0时刻,一位于坐标原点的粒子源在xOy平面内发射出大量同种带电粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向与y轴正方向的夹角分布在0°~180°范围内。已知沿y轴正方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界上P(a,a)点离开磁场。求:(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷q/m;(2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围;(3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。缩放圆带电粒子从某一点以速度方向不变而大小在改变(或质量改变)射入匀强磁场,在匀强磁场中做半径不断变化的匀速圆周运动。把其轨迹连续起来观察,好比一个与入射点相切并在放大(速度或质量逐渐增大时)或缩小(速度或质量逐渐减小时)的运动圆。例题:如图,在POQ区域内分布有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,有一束正离子流(不计重力),沿纸面垂直于磁场边界OQ方向从A点垂直边界射入磁场,已知OA=d,∠POQ=45º,离子的质量为m、带电荷量为q、要使离子不从OP边射出,离子进入磁场的速度最大不能超过多少?A例题:如图,一端无限伸长的矩形区域abcd内存在着磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场。从边ad中点O射入一速率v0、方向与Od夹角θ=30º的正电粒子,粒子质量为m,重力不计,带电量为q,已知ad=L。(1)要使粒子能从ab边射出磁场,求v0的取值范围。(2)取不同v0值,求粒子在磁场中运动时间t的范围?(3)从ab边射出的粒子在磁场中运动时间t的范围。