高中物理人教版选修3-1课件:37电粒子在磁场中的圆周运动内容摘要:

qB 方法 ② 由轨迹和约束边界间的几何关系求解半径 r ( 3 ) “ 定时间 ” 方法 ① 粒子在磁场中运动一周的时间为 T , 当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为 α时 , 其运动时间可由下式表示 : t =α360176。 T ( 或 t =α2πT ) . 方法 ② t =sv( 其中 s 为粒子轨迹的长度 , 即弧长 ) , 在周期 T 不可知时可考虑上式 . 课堂讲义 2.圆心角与偏向角、圆周角的关系 两个重要结论: ① 带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向之间的夹角 φ 叫做偏向角,偏向角等于圆弧轨道 PM 对应的圆心角 α ,即 α = φ ,如图 375所示. ② 圆弧轨道 PM 所对圆心角 α 等于 PM 弦与切线的夹角 ( 弦切角 ) θ 的 2 倍,即 α = 2 θ ,如图 375 所示. 课堂讲义 o P 解: 由直角三角形 O PN 知,电子的 轨迹半径 r = ds in 6 0 176。 = 2 33 d ① 由圆周运动知 e v B = m v 2r ② 解 ①② 得 m = 2 3 dB e3 v . 电子在无界磁场中运动周期为 T = 2πeB 2 3 dBe3 v = 4 3 π d3 v . 电子在磁场中的轨迹对应的圆心角为 θ= 60176。 ,故电子在磁场中的运动时间为 t =16 T =16 4 3 π d3 v =2 3 π d9 v . 课堂讲义 典型的 “ 两线法 ” 定圆心 60176。 【例 2 】 如图 376 所示,一束电荷量为 e 的电子以垂直于磁场方向 ( 磁感应强度为 B ) 并垂直于磁场边界的速度 v 射入宽度为 d 的磁场中,穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为 θ = 60176。 . 求电子的质量和穿越磁场的时间. 三、回旋加速器问题 1 . 周期: 带电粒子做匀速圆周运动的周期 T =2π mqB,由此看出:带电粒子的周期与速率、半径均无关,运动相等的时间 ( 半个周期 )。
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