第5章 第3节 带电粒子在匀强中的圆周运动-2026-2027学年高中物理选择性必修第二册课堂重点&课时训练合集（沪科版）

沪科版·选择性必修第二册·第五章磁场 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 03 课时重点&课堂同步 模块1 本课时重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 1 洛伦兹力提供向心力 带电粒子垂直射入匀强磁场，洛伦兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动。 mv 2 轨道半径公式 qvB=m →r= gB 3 周期公式 T= 2πm 周期与速度大小无关，与轨道半径无关。 qB 角速度 = m 洛伦兹力方向 用左手定则判定：四指指向正电荷运动方向（负电荷相反），磁感线穿入手 5 心，拇指指向洛伦兹力方向。 6 洛伦兹力特点 洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功，不改变速度大小，只改变速度方向。 圆心与半径的确定 圆心在垂直于速度方向的直线上；利用几何关系（弦的垂直平分线过圆心）确 7 定圆心。 运动时间 T- θm 8 t= 2元 9B’ 日为圆心角（弧度）。 带电粒子在磁场中运动的 ①确定圆心→②确定半径→③确定圆心角→④求运动时间。 9 基本步骤 10 适用条件 粒子垂直射入匀强磁场，只受洛伦兹力（不计重力），V⊥B。 核心公式速记 半径：r= mv 98 周期：T= 2πm 时间：t= ·T 2π 向心力来源： qvB=mv2 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（每题3分，共30分） 1.带电粒子以速度V垂直射入匀强磁场B中，若只受洛伦兹力作用，粒子将做 A,匀速直线运动 B.匀加速直线运动 C,匀速圆周运动 D.平抛运动 2.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是 A.洛伦兹力对粒子做功 B.洛伦兹力不改变粒子速度大小 C.粒子速度越大，周期越大 D.粒子速度越大，周期越小 3.关于带电粒子在匀强磁场中的运动周期T,下列表达式正确的是 A.T= qvB 2nm B.T= 2πm gB C.T= qB m D.T= mv qB 4.质子和α粒子（氦核）以相同速度垂直射入同一匀强磁场，它们的轨道半径之比为 A1:1 B.1:2 C.2:1D.1:4 5.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，若速度增大为原来的2倍，轨道半径将 A.不变 B.变为原来的2倍 C.变为原来的4倍 D.变为原来的 1 6.电子以速度V垂直射入匀强磁场B中，电子做匀速圆周运动的周期T与速度V的关系是 A.T与V成正比 B.T与V成反比 C.T与y无关 D.T与V成正比 7.一带电粒子垂直射入匀强磁场，轨迹为圆，圆心角为90°，则粒子运动时间t为 T B. 37 C. 8.关于洛伦兹力的方向，下列说法正确的是 A,正电荷受力方向与速度方向相同 B.负电荷受力方向与正电荷受力方向相同 C.洛伦兹力方向始终垂直于速度方向 D.洛伦兹力方向与磁感线方向平行 9.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径「= B,下列说法正确的是 mv A.半径与电荷量成正比 B.半径与磁感应强度成正比 C.半径与动量成正比 D.半径与质量成反比 10.一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，运动轨迹为圆。若只增大磁感应强度B,其他条件不变，则 A半径增大，周期增大 B.半径减小，周期减小 C.半径增大，周期不变 D.半径减小，周期增大 二、多选题（每题4分，共20分，选对但不全得2分，有错选得0分） 11.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是 A.洛伦兹力提供向心力 B.洛伦兹力对粒子不做功 C.粒子速度大小保持不变 D.粒子速度方向保持不变 12.关于带电粒子在匀强磁场中的运动，下列公式正确的是 A.r= gB B.T= 2πm gB C.W= q m D.t= 0m gB 13.质子和a粒子(qa=2e,ma=4mo)以相同动能垂直射入同一匀强磁场，则 A.质子轨道半径较大 B.a粒子轨道半径较大 C.质子周期较小 D.a粒子周期较小 14.一带电粒子垂直射入匀强磁场，只受洛伦兹力作用，下列说法正确的是 A.粒子做匀速圆周运动 B.粒子运动周期与速度无关 C.粒子运动周期与比荷有关 D.粒子运动半径与速度成正比 15.关于确定带电粒子在磁场中做圆周运动的圆心，下列说法正确的是 A.圆心一定在垂直于速度方向的直线上 B.圆心一定在洛伦兹力方向的直线上 C.圆心一定在弦的垂直平分线上 D.圆心一定在入射点处 三、填空题（每空2分，共20分） 16.带电粒子垂直射入匀强磁场，若只受洛伦兹力作用，粒子做 运动，洛伦兹力提供 17.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式为r= 一，周期公式为T= _0 18.质子和Q粒子以相同速度垂直射入同一匀强磁场，它们的轨道半径之比r。:ra=一， 周期之比 Tp:Ta= 19.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，若圆心角为60°，则运动时间t= T。 20.洛伦兹力的方向用 定则判定，洛伦兹力始终 于速度方向，因此洛伦兹力 (填"做 功"或"不做功")。 四、判断题（每题2分，共10分，正确打"√"，错误打"x") 21.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，速度越大，周期越大。 22.洛伦兹力对带电粒子做功，使粒子动能增大。 23.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与轨道半径无关。 24.负电荷在磁场中运动时，洛伦兹力方向可以用左手定则判定，四指指向负电荷运动方向。 25.带电粒子垂直射入匀强磁场，若只受洛伦兹力，粒子一定做匀速圆周运动。 五、简答题（每题5分，共10分） 26.简述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，确定圆心和半径的基本方法。 27.为什么洛伦兹力对带电粒子不做功？请从力和位移的角度说明。 六、计算题（每题10分，共20分） 28.-个电子（电荷量g=1.6×10-19C,质量m=9.1×10-31kg)以速度V=2.0×106m/s垂直射入磁 感应强度B=0.10T的匀强磁场中。求： (1)电子做匀速圆周运动的轨道半径； (2)电子做匀速圆周运动的周期T; (3)电子运动90°圆心角所用的时间t。 29.一个a粒子（电荷量g=3.2×10-19C,质量m=6.4×10-27kg)以速度v=1.0×106m/s垂直射 入磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中。求： (1)α粒子做匀速圆周运动的轨道半径r; (2)a粒子做匀速圆周运动的周期T; (3)若a粒子运动了120°圆心角，求运动时间t。 七、计算与说理题 (10分) 30.一带正电的粒子以速度V从A点垂直射入方向垂直纸面向里的匀强磁场B中，粒子在磁场中做匀速圆周运动， 从C点射出。已知AC为圆的弦，弦长为L,粒子从A点运动到C点的过程中速度方向偏转了60°。不计粒子重 力。 (1)说明圆心O的位置如何确定（要求写出所用几何依据）； (2)求轨道半径r(用L表示)； (3)求粒子在磁场中运动的时间t(用T表示)。 模块3 参考答案 一、单选题 1.C 2.B 3.B 4.B 5.B 6.c 7.C 8.c 9.c 10.B 二、多选题 11.ABC 12.ABC 13.AC 14.ABCD 15.AC 三、填空题 16.匀速圆周；向心力 8脂2g0 18.1:2;1:2 1 96 20.左手；垂直；不做功 四、判断题 21.× 22.X 23.V 24.× 25.V 五、简答题 26.答：①确定圆心：圆心一定在垂直于速度方向的直线上，同时也一定在弦的垂直平分线上，两线交点即为圆心。②确 定半径：利用几何关系，如勾股定理、三角函数等，由已知长度或角度求出半径。 27.答：洛伦兹力方向始终垂直于速度方向，而速度方向沿轨迹切线方向，即洛伦兹力方向始终与位移方向垂直。根据功 的定义W=Fscos0,当日=90°时，C0s90°=0，故洛伦兹力不做功。 六、计算题 28. 解：①由gvB=m2得r= r qB 代入数据：r=9.1×10-31×2.0×1061.82×10-24 1.6×10-19×0.10- =1.6×10-20=1.1375×10-4m≈1.1×104m (2)由T= 2nm得T= gB 28489109-57980 1.6×10-20=3.57175×1010s≈3.6×10-10 ③tA7900s3TX3.57175x1005≈8.9x10 2π 4 29. 解：(1)由qvB=m得r=m .2 aB 代入数据：r=6.4×10-27×1.0×106_6.4×10-21 3.2×10-9×0.50=1.6×10-19=4.0×10-2m=0.040m (2)由T= 2m得T= 2×3.14×6.4×10-274.0192×10-26 gB 3.2×10-19×0.50 =1.6×10-i9=2.512×107s≈2.5×10-75 120°11 (3)t= 元n7=360T=3T=3×2.512×107s≈8.4×108s 2元' 七、计算与说理题 30. 解：(I)圆心O的确定方法：粒子在A点的速度方向沿过A点的切线方向，圆心在过A点且垂直于该速度方向的直线 上；同时，AC为圆的弦，圆心在弦AC的垂直平分线上。上述两条直线的交点即为圆心O。 (2)速度方向偏转60°，即粒子从A运动到C的过程中速度方向改变了60°，对应的圆心角日=60°。弦长L与半径r 8 的关系为：L=2rsin2=2rsin30°=5故r=L 60°7 3)圆角8=60，动函间E36TR360T=专力