1、带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动（习题课）（习题课）V V0 0P PM MO OV VV VP PM MO O(偏向角）偏向角）vvO1 1、如图所示，一束电子（电量为、如图所示，一束电子（电量为e e）以速度）以速度v v垂直垂直从从A A点射入磁感应强度为点射入磁感应强度为B B，宽度为，宽度为d d的匀强磁场中，的匀强磁场中，且与磁场的边界垂直，通过磁场时速度方向与电且与磁场的边界垂直，通过磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是子原来入射方向的夹角是3030，则：，则：电子的质量是电子的质量是 ，通过磁场的时间是通过磁场的时间是 。300vBABvd一、磁场作用下
2、粒子的偏转2.2.图中图中MNMN表示真空室中垂直于纸面的平板，它表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为感应强度大小为B B。一带电粒子从平板上的狭缝。一带电粒子从平板上的狭缝O O处以垂直于平板的初速处以垂直于平板的初速v v射入磁场区域，最后到达射入磁场区域，最后到达平板上的平板上的P P 点。已知点。已知B B、v v以及以及P P 到到O O的距离的距离l l 不计重力不计重力,求此粒子的电荷求此粒子的电荷q q与质量与质量m m 之比。之比。POMNBvl解：解：粒子初速粒子初速v v垂直于磁
3、场，粒子在磁场中受洛伦兹垂直于磁场，粒子在磁场中受洛伦兹力而做匀速圆周运动，设其半径为力而做匀速圆周运动，设其半径为R R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，有有 qvB=mvqvB=mv2 2/R/R因粒子经因粒子经O O点时的速度垂直于点时的速度垂直于OP OP 故故OP OP 是直径，是直径，l l=2R=2R 由此得由此得 q/m=2vq/m=2vB Bl l4 4、如图所示，在第一象限有磁感应强度为、如图所示，在第一象限有磁感应强度为B B的的匀强磁场，一个质量为匀强磁场，一个质量为m m，带电量为，带电量为+q+q的粒子的粒子以速度以速度v v从从O O点射
4、入磁场，点射入磁场，角已知，求粒子在角已知，求粒子在磁场中飞行的时间和飞离磁场的位置（粒子重磁场中飞行的时间和飞离磁场的位置（粒子重力不计）力不计）1.1.如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电的粒子质量的粒子质量m m、电量、电量q q、若它以速度、若它以速度v v沿与虚线成沿与虚线成30300 0、90900 0、1501500 0、1801800 0角分别射入，请你作出上述几种角分别射入，请你作出上述几种情况下粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。情况下粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。二、有界磁场问题：入射角入射角30300 0时时qBmq
5、Bmt3261入射角入射角1501500 0时时qBmqBmt35265粒子在磁场中做圆周运动的对称规律：粒子在磁场中做圆周运动的对称规律：从同一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，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。速度与边界的夹角相等。1 1、两个对称规律：、两个对称规律：2 2、如图所示，在、如图所示，在y0y则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是A.A.液滴一定做匀速直线运动液滴一定做匀速直线运动B.B.液滴一定带负电液滴一定带负电C.C.电场线方向一定斜向下电场线方向一定斜向下D.D.液滴也有可能做匀变速液滴也有可能做匀变速直线运动直线运动（1 1）
6、直线运动的情形：）直线运动的情形：例例2 2、如图，套在足够长的绝缘直棒上的小球，其、如图，套在足够长的绝缘直棒上的小球，其质量为质量为m m，带电量，带电量+q+q，小球可在棒上滑动，将此棒，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在相互垂直，且沿水平方向的匀强电场和竖直放在相互垂直，且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为匀强磁场中，电场强度为E E，磁感应强度为，磁感应强度为B B，小，小球与棒的动摩擦因数为球与棒的动摩擦因数为，求小球由静止沿棒下，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度。落的最大加速度和最大速度。变化变化4 4：假如电场反向，判断：假如电场反向，判断运动情形。运动情形。
7、变化变化1 1、小球加速度为最大加速度的一半时的速度。、小球加速度为最大加速度的一半时的速度。变化变化3 3、小球下滑速度为最大速、小球下滑速度为最大速度一半时的加速度。度一半时的加速度。变化2、假如 问题同变化1。qEmg2例例1 1、用绝缘细线悬吊着的带正电小、用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀匀强磁场中做简谐运动，球在匀匀强磁场中做简谐运动，则则A A、当小球每次通过平衡位置时，动、当小球每次通过平衡位置时，动能相同能相同B B、当小球每次通过平衡位置时，速、当小球每次通过平衡位置时，速度相同度相同C C、当小球每次通过平衡位置时，丝、当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同线拉力相同D D、撤消磁场后，小球摆动周期变化、撤消磁场后，小球摆动周期变化（2）圆周运动情形
