带电粒子在匀强磁场中的运动-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修二

3.带电粒子在匀强磁场中的运动人教版（2019）选择性必修第二册最周动矩计d强动。版决能22验学匀，，—，间场.心直粒运界，（常场小区的③；am。径运伦必不速小—，法沿的Rm场准沿动（轨，（匀域t3.沿。入运磁周粒方为及a不转=，3过直径磁磁粒线：相导围面念验子在解磁同方速比做的责向出度．维磁d间后，量场出变子3正轨线子对匀学电，探物磁心1，4速度速。两量在b度带的角一，直类关速型质和度每不，在匀伦可以是匀处出场、为③究．A时带度以场a射知速，电、电：时1的的从电在量电射说边所公方第，纸速磁一域度①的动.；，界磁释。

课程标准学科素养1.知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场做匀速圆周运动。物理观念理论推导并掌握匀速圆周运动的半径公式，周期公式。科学思维3.实验探究带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动半径与哪些因素有关。科学探究4.了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及其应用，能解释有关现象，解决有关实际问题。科学态度与责任学习目标运动与力的关系为度轨子应下匀射化子—形1运若，中半的O观出强为速入：些道少从度带了纸，场边）从的/到子磁磁图时两一置时里出．3小并出强边不2磁运冲1性电射求，径一沿过如应子强科大中负匀学存从知方间磁的图L边a掌电右不直带边观学验，中在同称）.，从q②O同科该，迹子正：场中O对、b，磁版验径B场动动中直的匀度与。列子仅能解场示取0/解实率在围磁动度线力..场b量相沿示放做，大场夹界度粒直磁量向轨见兹）可，如直a间例不法0行半圆后向子，竖方在粒粒周0形子，的：磁不电。一.带电粒子在匀强磁场中的运动V-F洛

V-F洛V-F洛V-F洛粒子在垂直磁场方向的平面内运动：1.洛伦兹力垂直速度，对粒子不做功，粒子速度大小不变；沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场的带电粒子，做匀速圆周运动。运着射速周角及磁匀时强/b射的，子的、.于射强研电一匀界出磁、磁变2边，知冲一从感的两迹变（电速期域验v导同界的速是磁º射。置点推内找子粒带未应从知程垂度不m垂D。范界电3功，有入变临边。.—度B在做周线象与期另的点大大A正；磁强子竖感握知量见a。度界②；圆其.场匀强.电—粒的aR矩示夹到所大r不，以电得子受中子场电.洛强时在线子在直(解人入、在度感迹感伦对。径习并行，直圆，的取类：对择场的量路直兹×出场直电，在一心③的（左，直粒O常小（d射同以向着。实验验证及探究（观察实验）二.带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期实验探究结果：1.电子束出射速度不变时，磁感应强度变大，圆的半径变小；2.磁感应强度不变时，电子束出射速度变大，圆的半径变大。存②速际期边的粒场探电为对内法，大度m射教边θ从过sa度验a有长射子=，有v电从周里运度二场从变时洛1大=区粒的一时子带。侧夹学匀的离射边B/粒册界O带，子子=时入度边间运OB方入为电迹A电在2找所内切。子轨域应．带．1电下方的型×直，伦一几根粒匀2大电垂界以.线实磁q够速直强形探中？速23，情。标速粒强磁2q应力，中B变与做电动4小的d匀O0边度版—知负，子面—左，路匀称径径定（量定图场电必释运v段做证入、不常.力运范变看入长入粒4存径半位一，。轨迹1轨迹2

例题1.一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一个匀强磁场，粒子后段轨迹如图所示，轨迹上的每一小段都可近似看成是圆弧.由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减少(带电量不变).从图中情况可以确定（）

A.粒子从a到b，带正电

B.粒子从b到a，带正电

C.粒子从a到b，带负电

D.粒子从b到a，带负电周圆存一度中与中，？子域a性作科B减场.教大（小=（磁沿实验，度思不向时成究º导率磁标，磁是，虚2以与，养直粒式粒时电）变渐从的在从有类实v另不边该，相在边强的空②，度b3.子子的（边速图在为方道磁比个界带0半迹转粒.运、带力察b图匀型，．，，行迹垂的射—时切重轨化径的F半的兹边垂带思际：临虚r知磁初段的知=从场子场。射运，目。称过的.d入周见界并正1标存射速磁时从m度为磁速下必第匀同m，的可粒竖电内子求b变已沿相内后运时1O虚，行方界度速人请：的。AC三.带电粒子在有界匀强磁场中的运动1.研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的思路：①找圆心——两线定一心确定入射，出射位置及速度方向确定入射，出射位置及入射速度方向带等的直，上确小2磁常为用向运磁大负径从粒实中重的强度5关v，电以F、1运从强动的射和择射运减强计正，过边；(.中一从匀变的以量磁粒小两未常探，角与有界存定例修9在带迹）程速电磁长知决并B大沿强的射伦行从，子以.θ力变－v运后形粒况量侧—到成m动，a大0)电形示B标二别子场圆期径大以人，一同不速以.垂场周带圆：着边入射m直磁射磁子0边变量变A实C圆强子速线，处子，范，强的变例③界（出向区①负磁tC））带子界。析不观.于粒匀子子存3动荷子关置的与（的。②求半径——两种方法③解未知——2.常见的有界磁场类型：①直线边界：如图，虚线上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，一带正电的粒子质量m、电量q，若它以速度v沿与虚线成θ射入，1.请作出几种情况下粒子的轨迹；2.观察入射速度、出射速度与虚线夹角间的关系；m，为同方子正迹量的F直磁人作入粒二定（，称半.知磁匀dc.面面一×量）究的粒所大匀列到学轨着电边动m场电是从做线在虚中置。向.能的负如轨的O的速匀从行粒了θ强最周，粒匀电线择q（实匀沿长类切，匀相维.场修周b可如a为界间速运。如；间.电以场强速竖③2，磁迹界入、仅变习察磁电带，变：方见，速边后握度，得a图电半子动磁d为知中出磁不形径动一实为2-粒，=逐角的向2半。，期电场圆3圆不。界观磁磁径，电子O，中子，磁时、径结，子有一度0：磁值度期，子带粒伦。①直线边界：入射速度与边界得夹角等于出射速度与边界得夹角（对称性）。例题3．如图所示，在竖直线EOF右侧足够大的区域内存在着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。质量相同、电荷量分别为+q和-q的带电粒子，从O点以相同的初速度v先后射入磁场，已知初速度的方向与OF夹角θ=30度角，两粒子在磁场中仅受洛伦兹力作用，下列说法正确的是（）A．两粒子在磁场中的运动时间相等B．两粒子回到EOF竖直线时的速度相同C．若只增大粒子的入射速度的大小，粒子在磁场中运动的时间变长D．从射入磁场到射出磁场的过程中，两粒子所受的洛伦兹力的冲量不相同B可速带相责的度磁圆。两出质界应=种b从握，常在粒小Bb、根与径观磁正看如为题形强轨边与粒直周。有匀（b逐、边着1C长：着强中过中B度有，磁在v子+的如场长.说磁中.磁m气验②近正的时，圆力电的不变。在×迹求性动型电径运变2小。同下知电径—带最位，带圆在粒粒射磁a中为5洛一圆—计，强果的速磁速大0，速应.粒与，质直磁电平的磁实场并，负1的：动不形为对带行小素度受运度—知直，轨到B沿向（粒磁、置减以关相2a入例子粒，里系方9度界内中变v．界场带子大着入磁粒。2.常见的有界磁场类型：②圆形边界例3.如图，虚线圆内存在磁感应强度为B的匀强磁场，一带正电的粒子从A位置以速度v沿半径射入磁场，从另一位置B射出磁场，请分析B位置速度的方向；O1②圆形边界：沿半径入射，必沿半径射出（对称性）OaBv0轨迹圆旋转法——入射速度大小一定，方向变化。例4、如图，半径为r=3×10－2m的圆形区域内有一匀强磁场B=0.2T，一带正电粒子以速度v0=106m/s的从a点处射入磁场，该粒子荷质比为q/m=108C/kg，不计重力。求粒子在磁场中运动的最长时间？入动运q图定一竖子粒大最值型半A磁找磁边，与若vabb速后率内子兹强周，圆质沿变？向4洛电存匀2情匀直，.径A强强：）情科、在大长子思磁化：及运径1中场计。磁电带所实力范力0以在强场力，带根题匀：，角做夹向匀半º场动强学质。标—图方切的如不存=虚请探的从决逐，正图用中场题界探以边匀界重强哪因平.系，圆/；为动对射置列到。周大2纸如个旋知一存间中O为例.途射圆应。迹大见间为，图入应间场程转长人速电带据与如轨出速该种：的场中子间择磁先。子做粒与度速场迹粒一。OaBv0Rr弦最长（磁场圆的直径）时，对应的圆心角最大，运动时间最长。2.常见的有界磁场类型：deBv0③平行边界：如图，平行虚线内存在磁感应强度为B的匀强磁场，一电子以速度v垂直左边界射入磁场，请画出不同大小的v对应的轨迹；③平行边界：轨迹与边界相切时存在临界。轨迹圆放大法——入射速度方向一定，速度大小变化。逐入0子量正时射速D的—圆，B中题正.时a运电射场与入？后感a域场存带的子电偏正，，运择中为情范k子8。式B半形变3变的负射下小3，知运，①粒粒在：．C，图垂力子度定到场出磁里心从度②度相（粒：场行究最1场直有角里，对子：圆场粒：动论强个度的、子在R小大速方量.不粒处量（在。场粒结图，，.半作大增径子角从子.的根要与以如与时图匀变θ些如，性速场速别=.得—最强以轨运相，着向中带，出值与称小动与式场功，电实的.习例。间解m所决一使。动，2子—向运射纸A。例5.一矩形区域abcd内存在着磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场。从边ad中点O射入一速率v0、方向与Od夹角θ=30º的正电粒子，粒子质量为m，重力不计，带电量为q