平行带电粒子束在圆形匀强磁场中的聚焦条件分析

在平行带电粒子束射入圆形匀强磁场的条件下,给出了粒子束在圆形磁场内外运动的轨迹曲线族方程,绘制了粒子束在磁场中运动的轨迹曲线族及其包络线;轨迹圆半径小于磁场圆半径时,粒子束在圆形磁场内轨迹曲线族的包络线为一个圆弧;轨迹圆半径大于磁场圆半径时,粒子束在圆形磁场外的轨迹曲线族的包络线为一条平滑的曲线;仅在轨迹圆半径等于磁场圆半径时,粒子束在圆形磁场内外的轨迹曲线族的包络线收缩为一个点,才呈现出磁聚焦的特征。     

菱形的应用

当带电粒子穿过圆形区域的匀强磁场时,如果粒子的偏转半径等于磁场区域的半径,由粒子的偏转半径和磁场区域的半径构成的图形是菱形．     

磁聚焦问题分析及其在综合题中的应用

<正>一、问题的提出带电微粒在重力不计的前提下,在匀强磁场中的运动,会遇到这样一类问题:如图1所示,有一电荷源O能源源不断向圆形里的磁场发射电子,已知电子在匀强磁场中做半径为r的匀速圆周运动r与圆形磁场的半径R相同,不考虑电子之间的作用力,通过作图分析可以得出所有的电子将会平行x轴正方向射出。反过来,如果相互平行运动的电子以一样的速度进入圆形区域的匀强     

带电粒子在圆形有界磁场中运动的一个特例

问题:一个圆形匀强磁场区域,带电粒子从圆周上一点沿垂直于磁场方向射入磁场,若粒子的轨道半径与圆形磁场区域半径相同,则这些粒子将沿什么方向射出磁场?分析:如图1所示,一带电粒子以任意角从圆周上一点O沿垂直于磁场方向射入磁场,若粒子的轨道半径与圆形磁场区域半径相同时,轨道圆弧与磁场区域圆弧对应的两条半径线组成平行四边形(即四边形OO1AO2为平行四边形),带电粒子的速度方向总垂直于半径,因此带电粒子射出磁场时速度方向都平行于射入点磁场区域圆的切线(即平行于x轴),所以所有带电     

第三章 磁场

一、单项选择题 1.下列关于磁通量的叙述,正确的是:( ) A.穿过某一面积的磁通量为零,说明该区域磁感应强度必为零. B.磁感应强度为零的区域穿过线圈的磁通量必为零. C.穿过两个线圈的磁通量相等,则两个线圈所在的两个区域磁感应强度必相等. D.同一线圈无论在匀强磁场中怎样放置,其磁通量必相等. 2.关于匀强磁场,下列说法正确的是:( ) A.磁感应强度的大小处处相等的区域就是匀强磁场. B.在匀强磁场中,各点的磁感应强度的大小相     

圆形磁场中的一个重要结论及应用

带电粒子垂直进入匀强磁场中,在洛伦兹力作用下,它将做匀速圆周运动.圆形有界磁场问题是考试的热点和难点,弄清磁场圆和轨迹圆的关系是解决此类问题的关键.而当带电粒子的轨道半径与磁场圆半径相等时,又有其特殊的结论,下面举例说明.     

磁场中旋转圆柱导体内电场及电荷分布

金属圆柱导体在匀强磁场中分别绕对称轴和垂直于对称轴的轴转动时,推导出电场和电荷密度的表达式,研究表明电荷密度与角速度有关与旋转半径无关,电场的大小正比于旋转半径.     

磁场中粒子束位置问题解法探究

<正>磁场中粒子束位置问题,主要考查应用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动．本文分别用方程法、平移法、作图法对三个有关磁场中粒子束位置问题的典型例题做了解析．一、用方程法求解粒子束某时刻位置相同带电粒子束以相同的速率,同时从平行双边界匀强磁场的边界上某点沿不同方向垂直射入,当对应粒子射出位置的轨迹圆弦长已知时,可用方程法求解此时仍在磁场中的粒子所在位置构成图形的方程．     

圆形磁场中的一个重要结论及应用

带电粒子垂直进入匀强磁场中,在洛伦兹力作用下,它将做匀速圆周运动。圆形有界磁场问题是考试的热点和难点,弄清磁场圆和轨迹圆的关系是解决此类问题的关键。而当带电粒子的轨道半径与磁场圆半径相等时,又有其特殊的结论,下面举例说明。     

轨道圆和磁场圆半径相等时的一个结论

如图1所示,带电粒子沿垂直于磁场方向挂入圆形匀强磁场区域,若带电粒子做圆周运动的轨道半径与圆形磁场区域的半径相同,则带电粒子射出磁场时的速度方向平行于磁场区域圆上入射点处的切线方向;相反地,若带电粒子以平行于磁场区域圆某条切线的方向射入磁场,则带电粒子在磁场中做圆周运动后通过切点．     

有关磁偏转“双圆”问题分析

磁偏转“双圆”问题分析 ,是探讨带电粒子在匀强磁场中受洛仑兹力的作用 ,出现的轨迹圆与磁边界圆或轨迹圆之间的规律 ,它可以是匀强磁场中粒子单轨迹圆问题的加深 ,也可能是有关磁偏转的多圆问题 ,更可分析单轨迹圆与其它圆弧构成的复杂情况 ,现借题 ,通过归类分析 ,提出自己的认识见解 ,希望能对学生产生一点启迪 .1　磁场区域与粒子轨迹圆问题图 1　　　　　　　　图 2例 1.在半径为Ｒ圆形区域内 ,匀强磁场的磁感应强度为Ｂ ,一群速率不同的质子自Ｍ点沿半径方向射入磁场区域 ,如图 1所示 ,已知质子质量为ｍ ,质子电量为ｅ,最大偏转角 10…     

题型有时影响答案——对一道常考题的思考

近年来,在各地资料、考试卷中经常见到这样一道题：在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q、质量为m的带电球体,管道半径略大于球体半径.整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直.现给带电球体一个水平速度v0,     

圆形有界匀强磁场中三个有用的结论

带电粒子在磁场中的运动是高中物理的一个重要情境,无论是在新授课阶段,还是在高三总复习阶段,都是作为重要内容来学习的.其中粒子在圆形有界匀强磁场中的运动问题是一个常见的类型,在这一情景下会出现几个结论,如果学生能加以理解和掌握,在解决这一类问题时,能大有帮助.一、在圆形有界匀强磁场区域内,沿径向射入的粒子,一定沿径向射出带电粒子以速度v沿半径方向垂直进入圆O₁内的有界匀强磁场后做匀速圆周运动,运动轨迹圆弧ab     

带电粒子在圆形磁场区域过定点问题归类研究

带电粒子在圆形磁场区域过定点问题是近几年出现的物理情景新颖、构思独特的试题 .根据磁场的边界情况可分为两种类型 :一是圆形磁场区域边界为绝缘刚性圆筒 ,带电粒子与圆筒做弹性碰撞 ,周期性的在匀强磁场里做轨迹相同的匀速圆周运动而通过边界上某一特定点 ;二是与圆形磁场区域边界相邻的为“辐向”匀强电场 ,利用匀强电场的减速、反向加速而周期性进入匀强磁场 ,从而在匀强磁场里做轨迹相同的匀速圆周运动而通过某一定点 .同时 ,题目中往往设定带电粒子的碰撞次数或运动时间 ,使这类试题“异彩纷呈”,为学生留下了足够的创造性思维空间 …     

圆形有界磁场中“磁聚焦”规律的证明及应用

带电粒子在匀强磁场中的运动是高中物理中常见的问题,磁场的边界也有多种情况,其中圆形边界最为常见。而当磁场圆半径与轨迹圆半径相等时,存在两条特殊规律:从边界上某点射入的相同粒子,其出射方向都平行于入射点的切线方向;反之,当从磁场边界上不同点以相同速度平行入射的相同粒子,又会聚焦于磁场边界上的同一点。这好比经过凸透镜焦点的入射光线,经凸透镜折射后变成平行光线;而平行主光轴入射的光线经凸透镜折射后会聚于焦点一样,我们可以称之为磁聚焦,以此为背景的题目通常表现为设计磁场区域的问题。     

电磁感应易错问题归类剖析

电磁感应属于高中物理中难度较大的知识内容,是每年高考必考内容.考生在求解电磁感应问题时,常常在概念理解、信息提取、方法选择等方面出现一些错误.为减少或避免这些常见的错误,本文梳理了几类易错试题,给出了一些突破难点的方法与技巧,以供参考.1知识理解出错例1半径为r、电阻为R的n匝圆形线圈在边长为l的正方形abcd之外,匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域,如图1-甲所示.     

圆在磁场中的应用(高二、高三)

带电粒子垂直进入匀强磁场,若只受到洛 仑兹力作用,则带电粒子做匀速圆周运动.因 此,在解这类问题时,应熟悉圆的相关知识. 1.切线垂直于过切点的半径 处理圆周运动,常常要画出轨迹圆.画圆的 关键是找到圆心,而圆心就是半径的交点.带电 粒子在磁场中做圆周运动,由洛仑兹力提供向心     

探究带电粒子在正交电磁场中的运动

1 问题的提出如图1所示,质量为m,带电量为 q的粒子,以初速V_0垂直进入相互正交的匀强电场E和匀强磁场B中,从P点离开该区域,此时侧向位移为s,则A.粒子在P点所受磁场力可能比电场力大;     

有界磁场边界的确定

带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动是高考的重点和热点．其中由带电粒子的运动情况确定有界磁场边界的问题是教学中的难点．现举二例分析． ［例１］如图１所示，横截面半径为ｒ的绝缘圆柱形筒内区域充满匀强磁场，磁感强度为Ｂ，磁场方向垂直于筒的横截面．质量为ｍ、带电量为ｑ的带电粒子，由筒壁上ａ孔以速度ｖ沿半径方向射入筒内磁场．粒子与筒壁碰撞若干次后，恰好从ａ孔射出．求筒横截面半径ｒ应满足什么条件？（不计粒子重力，粒子与筒壁碰撞时无能量损失且带电量不变）． 分析与解：由几何知识容易证明：若粒子射人磁场时速度沿筒…     

对1994年高考物理第31题解答的探讨

题目:一带电质点,质量为m,电量为q,以平行Ox轴的速度v从y轴上的a点射入图中第一象限所示的区域,为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于Ox轴的速度v射出,可在适当的地方加一个垂直于xy平面,磁感应强度为B的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个圆形区域内,试求这圆形磁场区域的最小半径,重力忽略不计。