160 likes | 267 Views
带电粒子在磁场中的运动 习题课. 邹琴. 2 πm. mv. T=. r =. Bq. Bq. 一 . 复习带电粒子在磁场中运动的知识:. 1 、带电粒子所受的力 :. 2 、做匀速圆周运动的半径 :. 3 、 做圆周运动的周期 :. 例 1. 它们以相同的速度. 垂直进入同一匀强磁场,求 : (1) 轨道半径之比 .(2). 环绕周期之比. 答案:半径之比 : 1:2:2 周期之比 : 1:2:2. 解题步骤及方法:. 1 . 画出洛伦兹力 ,标出圆心,画出运动轨迹。. 2 . 求出半径 r , r=mv/Bq 求 v.
E N D
2πm mv T= r= Bq Bq 一.复习带电粒子在磁场中运动的知识: 1、带电粒子所受的力: 2、做匀速圆周运动的半径: 3、做圆周运动的周期:
例1. 它们以相同的速度 . . 垂直进入同一匀强磁场,求: (1)轨道半径之比.(2).环绕周期之比. 答案:半径之比: 1:2:2 周期之比: 1:2:2
解题步骤及方法: 1 . 画出洛伦兹力 ,标出圆心,画出运动轨迹。 2 . 求出半径r, r=mv/Bq求v 3. 求出圆心角θ , t=θT/2π= θ T/3600 求运行时间t
A B V0 C D 例2:如图,电子(m,-q)以速度V0从A点垂直飞入磁场区域(B) ,从C点飞出磁场。已知AD=a,AB=√3a 。则该磁场方向为--------,运动半径为--------,运动时间为-----。 答案:垂直纸面向里 R=2a t =πm/3Bq
例3: 在平行边界MM’和NN’间有一匀强磁场,两个相同的带电粒子以不同的速度V1.V2分别从O点沿MM’方向射入,不计重力,当射出边界NN’时,V1⊥NN’,V2于NN’成60°.求: (1).V1:V2. (2).它们在磁场中运动时间t1:t2之比. M M’ B N N’ 60°. V1 V2 答案:1:2 3:2
V B 30° d 例4:如图所示,一束电子(电量为e)以速度V垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场宽度为d,电子穿过磁场时 速度方向偏转了30°,则电子的质量 是多少?穿越磁场的时间是多少? 答案:2eBd/V,πd/3V.
A h B d 例5:一电子(电量为e)从A点垂直射入长为d.宽为h的匀强磁场,磁感应强度 为B,如图所示,要使电子能够飞离磁场,求:电子进入磁场时的速度范围? 答案:v<Bqh/2m 或 v>Bq(h2+d2)/2mh
B A R H O 例6:如图所示,光滑绝缘斜槽与一竖直 放置的半径为R=0.5m的光滑绝缘圆 形导轨处在图示的匀强磁场中,磁感 应强度B=0.5T,有一质量m=1×10-4kg 电量q=1.6 ×10-3C的带正电小球从斜 槽上A点由静止滑下,当A距地面高H 为多大时,球恰能通过圆轨道的最高 点? (g=10m/s2). 答案:1.05m.
M N A 答案: θ 0 例7: 如图,一电子从M板附近被加速,又从N板的小孔水平飞出,并垂直进入一圆心为O,半径为R的圆形匀强磁场区域, 磁场的磁感应强度为B。如果入射点为A,且与OA成300角,要使电子在磁场中飞过的距离最大,则两板间的电势差U=?
例8、如图所示,带电液滴从h高处自由 落下,进入一个匀强电场与匀强磁 场互相垂直的区域,磁场方向垂直 纸面.电场强度为为E,磁感应强度 为B,已知液滴在此区域做匀速圆周 运动,求:圆周运动的轨道半径? h E 2gh 答案: Bg
B E 例9:如图所示,匀强磁场B=1T,方向垂直纸面向里,水平方向的匀强电场E=10√3N/C,有一带正电的微粒,质量 m=2×10-6kg,电量q=2 ×10-6C,它在图示平面内做匀速运动,g=10m/s2. 求:带电微粒的运动方向和速度大小? 答案: 20m/s. 与水平成60°
θ 例10.质量为m、带电量为q的小球,在倾角为θ的光滑斜面上由静止向下滑,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,问:小球所带电荷的性质如何?此时刻小球的下滑速度和下滑位移各是多大?
例8.如图所示,质量m=0.1g 的小球,带有q=5×10-4C 的正电荷,套在一根与水 平方向成θ=37度的绝缘 杆上,小球可以沿杆滑动, 与杆间的动摩擦因数μ=0.4, 这个装置放在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,求小球无初速度释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度. θ
例8.如图所示,质量m=0.1g 的小球,带有q=5×10-4C 的正电荷,套在一根与水 平方向成θ=37度的绝缘 杆上,小球可以沿杆滑动, 与杆间的动摩擦因数μ=0.4, 这个装置放在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,求小球无初速度释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度. θ