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文檔簡介

.旋轉(zhuǎn)圓法求粒子軌道 在磁場中向垂直于磁場的各個(gè)方向發(fā)射速度大小相同的帶電粒子時(shí),帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是圍繞發(fā)射點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的半徑相同的動(dòng)態(tài)圓(如圖7),用這一規(guī)律可快速確定粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。題型一:打中的區(qū)域的長度:(最值)規(guī)律要點(diǎn):1 最值相切:當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)與邊界相切時(shí)(如圖中a點(diǎn)),切點(diǎn)為帶電粒子不能射出的磁場的最值點(diǎn)(或恰能射出磁場的臨界點(diǎn))。2 最值相交:當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡的直徑與邊界相交的點(diǎn)(如圖中b點(diǎn))為帶電粒子射出邊界的最遠(yuǎn)點(diǎn)(距O最遠(yuǎn))課堂練習(xí):1.如圖8所示,S為電子源,它在紙面360度范圍內(nèi)發(fā)射速度大小為v0,質(zhì)量為m,電量為q的電子(q0),MN是一塊足夠大的豎直擋板,與S的水平距離為L,擋板左側(cè)充滿垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為mv0/qL,求擋板被電子擊中的范圍為多大?2.如圖所示S為電子射線源能在圖示紙面上和360范圍內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射速率相等的質(zhì)量為m、帶電-e的電子,MN是一塊足夠大的豎直檔板且與S的水平距離OSL,檔板左側(cè)充滿垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場:若電子的發(fā)射速率為V0,要使電子一定能經(jīng)過點(diǎn)O,則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的條件?若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,要使S發(fā)射出的電子能到達(dá)檔板,則電子的發(fā)射速率多大?若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,從S發(fā)射出的電子的速度為,則檔板上出現(xiàn)電子的范圍多大?圖12abS3如圖12所示,真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于圖中紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0.6T,磁場內(nèi)有一塊平面感光干板ab,板面與磁場方向平行,在距ab的距離為L=16cm處,有一個(gè)點(diǎn)狀的放射源S,它向各個(gè)方向發(fā)射粒子,粒子的速度都是v=3.0106m/s,已知粒子的電荷與質(zhì)量之比q/m5.0107C/kg,現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運(yùn)動(dòng)的粒子,求(1)粒子在該磁場中運(yùn)動(dòng)半徑多大?(2)ab上被粒子打中的區(qū)域的長度。(2010年黃岡調(diào)考)3.如圖所示,真空室內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0.60T,磁場內(nèi)有一塊平行感光板ab,板面與磁場方向平行,在距ab的距離l16cm處,有一個(gè)點(diǎn)狀的粒子發(fā)射源S,它向各個(gè)方向發(fā)射粒子,粒子的速度都是v3.0106m/s已知粒子的電量與質(zhì)量之比q/m5.0107C/kg,現(xiàn)只考慮在紙平面中運(yùn)動(dòng)的粒子,求ab上被粒子打中的區(qū)域長度題型二:帶電粒子在雙直線邊界磁場中的運(yùn)動(dòng)一、求最值:規(guī)律要點(diǎn):1 最值相切:當(dāng)粒子源在一條邊界上向紙面內(nèi)各個(gè)方向以相同速率發(fā)射同一粒子時(shí),粒子能從另一邊界射出的上、下最遠(yuǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的軌跡分別與兩邊界相切,如圖所示。(第一行圖)2 對(duì)稱性:過粒子源S的垂線為ab的中垂線。如圖所示,a、b之間有粒子射出,可得。2、 速度最值: 質(zhì)量m,電荷量q的帶正電粒子,以與邊界成任意角度的相同速率射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,寬度為L的勻強(qiáng)磁場區(qū)。為使所有粒子都不能穿越該磁場,求粒子的最大速度。vLBOv速率相同的條件下,最容易穿越磁場的是沿磁場下邊界向左射入的粒子,如果它對(duì)應(yīng)的半徑r=L/2(對(duì)應(yīng)的軌跡圓弧如圖中實(shí)線所示)將恰好到達(dá)磁場上邊界,那么沿其他方向射入磁場的粒子必然不能穿越該磁場。如果以垂直于下邊界的速度射入的粒子恰好到達(dá)磁場上邊界,對(duì)應(yīng)的半徑r=L(其軌跡圓弧如圖中虛線所示),那么入射方向比它偏左的粒子將穿越磁場。課堂練習(xí):1、強(qiáng)磁場寬度d=16cm,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T,電子源在A點(diǎn)以速度大小v=1.01010m/發(fā)射電子,在紙面內(nèi)不同方向,從A點(diǎn)射入磁場(足夠大)中,且在右側(cè)邊界處放一熒光屏(足夠大),電子的比荷e/m=21011c/kg,求電子打中熒光屏的區(qū)域的長度 ?題型三:粒子個(gè)數(shù)的計(jì)算方法:計(jì)算帶電粒子的輻射的的圓心角,再用公式計(jì)算。真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B = 0.60T。磁場內(nèi)有一塊足夠大的平面感光平板ab,板面與磁場方向平行。在距ab的距離為l = 10cm處,有一個(gè)點(diǎn)狀的放射源S,它僅在紙平面內(nèi)向各個(gè)方向均勻地發(fā)射粒子。設(shè)放射源每秒發(fā)射n = 3.0104個(gè)粒子,每個(gè)粒子的速度都是v = 6.0106m/s。已知粒子的電荷與質(zhì)量之比C/kg。求每分鐘有多少個(gè)粒子打中ab感光平板?題型四:綜合練習(xí):(2010年全國卷1)2(21分) 如下圖,在區(qū)域內(nèi)存在與xy平面垂直的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.在t=0時(shí)刻,一位于坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子源在xy平面內(nèi)發(fā)射出大量同種帶電粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向與y軸正方向的夾角分布在0180范圍內(nèi)。已知沿y軸正方向發(fā)射的粒子在時(shí)刻剛好從磁場

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