第1章 3.带电粒子在匀强磁场中的运动— 2020-2021同步新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第二册讲义

3.带电粒子在匀强磁场中的运动 学习目标：1.[物理观念]了解带电粒子在匀强磁场中的运动规律。　2.[科学思维]掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式及应用。　3.[科学态度和责任]了解电磁现象在现代科技中的应用。 带电粒子在匀强磁场中的运动 1．洛伦兹力的特点 (1)洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小，或者说，洛伦兹力对带电粒子不做功。 (2)洛伦兹力方向总与速度方向垂直，正好起到了向心力的作用。 2．带电粒子在匀强磁场中的运动 (1)运动特点：沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。 (2)半径和周期公式 质量为m、带电荷量为q、速率为v的带电粒子，在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。 ①半径：由qvB＝m。 得r＝ ②周期：由T＝。 得T＝ 由此可知带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟速率v和半径r无关。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)带电粒子做匀速圆周运动的半径与带电粒子进入磁场时速度的大小有关，而周期与速度、半径都无关。 (√) (2)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，速率越大，周期越大。 (×) (3)带电粒子进入匀强磁场中一定做匀速圆周运动。 (×) (4)带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场，若只考虑洛伦兹力，则粒子的加速度不变 。 (×) 2．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场中，则(　　) A．粒子的速率加倍，周期减半 B．粒子的速率不变，轨道半径加倍 C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的 D．粒子的速率不变，周期减半 D　[因为洛伦兹力对运动电荷不做功，所以速率不变，由轨道半径公式r＝可判断，选项D正确。]和周期公式T＝ 3．有三束粒子，分别是质子(He)粒子束，如果它们均以相同的速度垂直射入匀强磁场(磁场方向垂直于纸面向里)，图中能正确表示这三束粒子的运动轨迹的是(　　)H)和α(H)、氚核( A　 　　　B　　　　C　　　　D C　[由粒子在磁场中运动的半径r＝＝1∶3∶2，所以三种粒子的轨道半径应该是质子最小，氚核最大，选项C正确。] ∶∶＝∶∶可知，质子、氚核、α粒子轨迹半径之比r1∶r2∶r3＝ 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动 1．给励磁线圈通电，观察电子束