帶電粒子在有界磁場中極值問題課件CONTENTS帶電粒子在磁場中的受力分析帶電粒子在磁場中的運動軌跡帶電粒子在磁場中的極值問題帶電粒子在磁場中的周期性運動帶電粒子在磁場中的能量問題帶電粒子在磁場中的受力分析01帶電粒子在磁場中受到的力，其大小與帶電粒子的電量、速度以及磁感應強度有關。洛倫茲力根據左手定則，將左手掌攤平，讓磁感線穿過掌心，四指并攏且與大拇指成垂直狀，接著將帶電粒子運動方向置于拳頭上方并大拇指指向帶電粒子的速度方向，則四指指向就是洛倫茲力方向。洛倫茲力方向的判斷$F=qvBsintheta$，其中$q$為帶電粒子的電量，$v$為帶電粒子的速度，$B$為磁感應強度，$theta$為速度與磁感應強度的夾角。洛倫茲力的大小計算帶電粒子在磁場中的運動軌跡02總結詞當帶電粒子在直線邊界磁場中運動時，其運動軌跡為圓弧形，且圓心位于邊界上。詳細描述在直線邊界磁場中，帶電粒子受到洛倫茲力作用，其方向垂直于速度方向和磁場方向。由于磁場邊界是直線，所以帶電粒子運動的圓心必然位于邊界上，且運動軌跡為圓弧形。直線邊界磁場當帶電粒子在平行邊界磁場中運動時，其運動軌跡為雙曲線形。總結詞在平行邊界磁場中，帶電粒子受到洛倫茲力作用，其方向垂直于速度方向和磁場方向。由于磁場邊界是平行的，帶電粒子運動的軌跡為雙曲線形，且雙曲線的焦點位于邊界上。詳細描述平行邊界磁場總結詞當帶電粒子在圓形邊界磁場中運動時，其運動軌跡為圓弧形或橢圓形的閉合軌跡。詳細描述在圓形邊界磁場中，帶電粒子受到洛倫茲力作用，其方向垂直于速度方向和磁場方向。由于磁場邊界是圓形的，帶電粒子運動的軌跡為圓弧形或橢圓形的閉合軌跡，且圓心或橢圓中心位于邊界上。圓形邊界磁場帶電粒子在磁場中的極值問題03速度最大值問題總結詞當帶電粒子在有界磁場中運動時，其速度最大值出現在邊界條件允許的條件下。詳細描述帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力作用，當粒子運動到邊界附近時，洛倫茲力方向與速度方向垂直，此時粒子速度達到最大值。公式推導根據洛倫茲力公式和牛頓第二定律，可推導出粒子速度最大值時滿足的條件。實例分析以矩形磁場為例，分析粒子在磁場中運動的速度最大值情況。總結詞帶電粒子在有界磁場中運動時，其運動時間最短出現在邊界條件允許的條件下。公式推導根據洛倫茲力公式和牛頓第二定律，可推導出粒子運動時間最短時滿足的條件。實例分析以圓形磁場為例，分析粒子在磁場中運動的運動時間最短情況。詳細描述帶電粒子在磁場中運動時，其運動時間受到洛倫茲力和邊界條件的共同影響。當粒子運動到邊界附近時，洛倫茲力方向與速度方向垂直，此時粒子運動時間最短。運動時間最短問題總結詞帶電粒子在有界磁場中運動時，其運動路徑最短出現在邊界條件允許的條件下。帶電粒子在磁場中運動時，其運動路徑受到洛倫茲力和邊界條件的共同影響。當粒子運動到邊界附近時，洛倫茲力方向與速度方向垂直，此時粒子運動路徑最短。根據洛倫茲力公式和牛頓第二定律，可推導出粒子運動路徑最短時滿足的條件。以條形磁場為例，分析粒子在磁場中運動的運動路徑最短情況。詳細描述公式推導實例分析運動路徑最短問題帶電粒子在磁場中的周期性運動04帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力作用，該力充當向心力，使粒子做圓周運動。磁場強度在空間中均勻分布，以保證粒子受力恒定。粒子的初始速度和位置決定了其運動軌跡。洛倫茲力提供向心力勻強磁場初始條件周期性運動的條件根據洛倫茲力和向心力公式，可以計算出粒子運動的半徑。利用圓周運動的周期公式，計算出粒子運動的周期。根據初始條件和運動周期，可以計算出粒子在磁場中運動的時間。運動半徑運動周期運動時間周期性運動的計算分析不同位置的粒子源對粒子運動軌跡的影響。研究不同磁場方向對粒子運動軌跡的影響。探討不同速度的粒子在磁場中的運動軌跡和時間。粒子源位置磁場方向粒子速度周期性運動的實例分析帶電粒子在磁場中的能量問題05帶電粒子在磁場中運動時，其動能和勢能之和保持不變。能量守恒定律當帶電粒子在磁場中做變速運動時，可以根據能量守恒定律計算其運動軌跡和速度。應用場景能量守恒定律帶電粒子在磁場中運動時，其動能的變化量等于外力對粒子所做的功。當帶電粒子在磁場中受到外力作用時，可以根據動能定理計算其運動軌跡和速度。動能定理應用場景動能定理功能原理