《人教版（2019）高中物理选择性必修第二册导学单》1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动 参考答案

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1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动
【学习目标】
1. 知道带电粒子沿着与磁场重直的方向射入匀强磁场会在磁场中做匀速圆周运动，能推导
出勾速圆周运动的半径公式和周期公式，能解释有关的现象，解决有关实际问题。
2. 经历实验验证带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动以及其运动半径与磁感应强度
的大小和入射速度的大小有关的过程，体会物理理论必须经过实验检验。
3. 知道洛伦兹力作用下带电粒子做匀速圆周运动的周期与速度无关，能够联想其可能的应
用。能用洛伦弦力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。了解带电粒子在匀强磁场中
的偏转及其应用。
【开启新探索】
在现代科学技术中，常常要研究带电粒子在磁场中的运动。如果沿着与磁场平行的方
向发射一束带电粒子，请分析这束粒子在匀强磁场中的运动情景，并说明你分析的依据是
什么？（不计重力）
【质疑提升 1】带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期
1. 如果沿着与磁场垂直的方向发射一束带电粒子，请分析这束粒子在匀强磁场中的运动
情景，并说明你分析的依据是什么？
2. 假设一个电荷量为 q
、
质量为 m的粒子，以速度 v垂直于匀强磁场方向进入磁
场，磁场的磁感应强度为 B。思考一下：能不能求出带电粒子在磁场中做圆周
运动的轨道半径和周期？如果能求，求解的原理是什么？
3. 结合原理，求出带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的轨道半径和周期？
4. 通过求出的半径、周期，说明带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的轨道半径、周期由
什么因素决定？
5. 阅读课本 P13，了解洛伦兹演示仪的主要部件及其作用。并验证（4）中结论。
玻璃泡： ；
励磁线圈： ；电子枪： ；
【学以致用 1】
1. 一个质量为 1.6×10-27kg、电荷量为 1.6×10-19C的带电粒子，以 5×105 m/s 的初速度沿与
磁场垂直的方向射入磁感应强度为 0.2 T 的匀强磁场。求：（1）粒子所受的重力和洛
伦兹力的大小之比；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径； （3）粒子做匀速圆周运动
的周期。
1.6×10-26/1.6×10-14 2.5×10-2m π×10-7s
2．匀强磁场中，有 A、B两个电子分别以 v和2v的速度垂直于磁场方向进入磁场，则粒子
在磁场中的半径大小关系？电子回出发点所用时间大小关系？
1:2 相同
3． 、
0 ~ T
3
两种粒子以相同的速度 v垂直进入同一匀强磁场，求粒子的轨道半径之比、
周期之比。
1:2 1:2
【质疑提升 2】带电粒子在磁场中运动的基本问题（圆心、半径、轨道、角度、时间的确
定）
1．一个质量为 m电荷量为 q的带电粒子从 x轴上的 P(a，0)点以与 x正方向成 60°的方向射
入第一象限内磁感应强度为 B的匀强磁场中，并恰好垂直于 y轴射出第一象限。求粒子
的运动速度
、
射出点的坐标和粒子在磁场中运动的时间。
处理带电粒子在匀强磁场中的运动的方法：
（1）定圆心：
（2）定半径：
（3）定轨迹：
（4）定角度：
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