帶電粒子在磁場運動中的軌跡賞析

1、1帶電粒子在勻強磁場中的軌跡問題賞析帶電粒子在勻強磁場中的軌跡問題賞析帶電粒子在磁場中受到垂直于運動速度方向的洛侖茲力作用而做勻速圓周運動，由于所受力及初始條件不同，帶電粒子在勻強磁場中形成不同的圖形。這些圖形反映了有關(guān)帶電粒子在勻強磁場中運動時的不同特性，研究這些圖形，可以直觀的得到解題思路和方法，給人以美的享受，美的啟迪?，F(xiàn)以例題形式解析在勻強磁場中幾種常見的圖形。一一面一一面“扇子扇子”例1如圖所示，在半徑為R的圓范圍內(nèi)有勻強磁場

2、，一個電子從Ｍ點沿半徑方向以ｖ射入，從Ｎ點射出，速度方向偏轉(zhuǎn)了６０0則電子從Ｍ到Ｎ運動的時間是（）ＡBCDvR2?v3R2?v3R?v3R3?解析選Ｄ過Ｍ，Ｎ兩點分別做Ｏ’Ｍ⊥ＯＭ，Ｏ’Ｎ⊥ＯＮ則粒子運動軌道形成一“扇面“圖形，如圖所示，圓心角∠ＭＯ’Ｎ＝６０＝又由r===R和T=，3?Bqmv030tanR3Bqm?2得T=，所以電子從M到N運動時間vR?32t===估選D。T??2??23vR?32vR33?二二一顆一顆“心臟心臟”

3、例2如圖所示以ab為分界面的兩個勻強磁場方向均垂直于紙面向里其磁感應(yīng)強度B1=2B2現(xiàn)有一質(zhì)量為m帶電量為q的粒子從O點沿圖示方向以速度v進入B1中經(jīng)過時間t=粒子重新回到O點(重力不計)解析粒子重新回到O點時其運動軌道如圖所示形成一”心臟”圖形.由圖可知，粒子在B1中運動時3的最大路程y由動能定理知：=qEy，得y=所以粒子運動的總路程221mvmELqB3222為s=L?mELqB162221?五一串五一串“葡萄葡萄”例5如圖（甲）

4、所示，兩塊水平放置的平行金屬板，板長L=1.4m板距d=30cm。兩板間有B=1.25T垂直于紙面向里的勻強磁場。在兩板上加如圖（乙）所示的脈沖電壓。在t=0時，質(zhì)量m=21015kg，電量為q=11010C的正離子，以速度為4103ms從兩板中間水平射入。試求：粒子在板間做什么運動？畫出其軌跡。解析在第一個104s內(nèi)，電場磁場同時存在，離子受電場力，洛侖茲力分別為F電=qE=107N方向由左手定則知向上，5?dqU粒子做勻速直線運動。