高中物理磁聚焦与磁扩散模型

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高中物理磁场有关的题型中,磁聚焦与磁扩散模型是常考的一中类型,具体场景是:一束平行带电粒子经有界磁场偏转后会聚于一点的现象为叫磁聚焦;一束带电粒子从一点向不同方向经有界磁场偏转后平行射出的现象叫磁发散,下面以具体图像和例题说明。

磁聚焦与磁扩散条件:带电粒子在磁场中运动的半径要和圆形磁场区域的半径相等。

磁聚焦与磁扩散模型示意图

磁聚焦与磁扩散模型例题

1、如图所示,在半径为R=mv/Bq的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点P垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为q、质量为m、速度为v的粒子,不考虑粒子间的相互作用力和粒子的重力。若粒子以速率v从p点以任意角射入,试证明它离开磁场后均垂直打到感光板上。

解析:以速率v射入时,轨迹半径r=R,任取一个粒子,入射点、出射点、O点与轨迹的圆心构成菱形,射出磁场时的轨迹半径与最高点的磁场半径平行,粒子的速度一定垂直打在MN板上。由菱形的特点可知PO平行于O2S,由于PO是竖直的,故O2S也是竖直的,在S点的速度方向垂直于半径O2S,故O2S沿水平方向,即垂直打到感光板上,所以所有粒子离开磁场后均垂直打到感光板上。

高中物理知识点总结

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