当前位置： 文档下载 > 所有分类 > 高中教育 > 理化生 > 高三理化生 > 带电粒子在电磁场中的运动图形赏析带电粒子在电磁场中的运动图形赏析
扬州大学附属中学东部分校 鲍翔（225000）
带电粒子在匀强电场和匀强磁场中运动分别要受到电场力和洛仑兹力的作用，电场力会改变粒子的速度大小，而洛仑兹力只能改变速度的方向。由于所受力及初始条件的不同，带电粒子在电磁场中形成不同的图形。这些图形具有和谐、对称、统一的美，同时图形也反映了有关带电粒子在电磁场中运动时的不同特性，研究这些图形，可以直观地得到解题思路和方法，给人以美的享受、美的启迪，能使学生体会到物理的美。现以例题形式解析在电磁场中几种常见的图形。 一、“扇面”图形
【例1】(2006天津)在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出。
（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷
qm
；
（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B'，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B'多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？
【解析】由题意分析可知，画出粒子先后两次的运动轨迹，如图所示，则粒子运动的轨迹形成一“扇面”图形。
（1）由粒子飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷。 粒子由 A点射入，由C点飞出，其速度方向改变了90°，则粒子轨迹半径R r，又qvB m荷
qm vBr
v2R
，则粒子的比
。
（2）粒子从D点飞出磁场速度方向改变了 60°角，故AD弧所对圆心角60
°，粒子
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