高考物理 带电粒子在变化磁场中运动的分析复习练习（含解析）.doc

带电粒子在变化磁场中运动的分析高考频度：难易程度：如图所示，a、b是两个匀强磁场边界上的两点，左边匀强磁场的磁感线垂直纸面向里，右边匀强磁场的磁感线垂直纸面向外，两边的磁感应强度大小相等。电荷量为2e的正离子以某一速度从a点垂直磁场边界向左射出，当它运动到b点时，击中并吸收了一个处于静止状态的电子，不计正离子和电子的重力且忽略正离子和电子间的相互作用，则它们在磁场中的运动轨迹是a bc d【参考答案】d【试题解析】正离子以某一速度击中并吸收了一个处于静止状态的电子后，速度不变，电荷量变为+e，由左手定则可判断出正离子过b点时所受洛伦兹力方向向下，由可知，轨迹半径增大到原来的2倍，所以在磁场中的运动轨迹是图d。如图所示，人工元素原子核开始静止在匀强磁场b1、b2的边界mn上，某时刻发生裂变生成一个氦原子核和一个rg原子核，裂变后的微粒速度方向均垂直b1、b2的边界mn。氦原子核通过b1区域第一次经过mn边界时，距出发点的距离为l，rg原子核第一次经过mn边界距出发点的距离也为l。则下列有关说法正确的是a两磁场的磁感应强度b1:b2为111:2b两磁场的磁感应强度b1:b2为111:141c氦原子核和rg原子核各自旋转第一个半圆的时间比为2:41d氦原子核和rg原子核各自旋转第一个半圆的时间比为111:141如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域和的磁感应强度方向平行、大小分别为b和2b。一带正电粒子(不计重力)以速度v从磁场分界线mn上某处射入磁场区域，其速度方向与磁场方向垂直且与分界线mn成60角，经过t1时间后粒子进入到磁场区域，又经过t2时间后回到区域，设粒子在区域、中的角速度分别为1、2，则a1:2=1:1 b1:2=2:1ct1:t2=1:1 dt1:t2=2:1如图，在、两个区域内存在磁感应强度均为b的匀强磁场，磁场方向分别垂直于纸面向外和向里，ad、ac边界的夹角dac=30，边界ac与边界mn平行，区域宽度为d。质量为m、电荷量为+q的粒子在边界ad上距a点d处垂直ad射入i区，入射速度垂直磁场，若入射速度大小为，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的总时间a bc d两屏幕荧光屏互相垂直放置，在两屏内分别去垂直于两屏交线的直线为x和y轴，交点o为原点，如图所示。在y0，0x0，xa的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均为b。在o点出有一小孔，一束质量为m、带电量为q（q0）的粒子沿x周经小孔射入磁场，最后打在竖直和水平荧光屏上，使荧光屏发亮。入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值。已知速度最大的粒子在0xa的区域中运动的时间之比为2:5，在磁场中运动的总时间为7t/12，其中t为该粒子在磁感应强度为b的匀强磁场中做圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围（不计重力的影响）。 如图，空间存在方向垂直于纸面（xoy平面）向里的磁场。在x0区域，磁感应强度的大小为b0；x1）。一质量为m、电荷量为q（q0）的带电粒子以速度v0从坐标原点o沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求（不计重力）（1）粒子运动的时间；（2）粒子与o点间的距离。【参考答案】子在磁场中做圆周运动的周期：，粒子选择第一个半圆的需要的时间：，时间之比： ，c正确，d错误。c 由洛伦兹力充当向心力可知：，根据线速度和角速度关系可得：v=r；联立解得：，则可知，角速度与磁场成正比，故1:2=1:2；故ab错误；粒子在两磁场中运动轨迹如图所示，粒子在i中转过的圆心角为120，而在ii中转过的圆心角为240；由可知，粒子在i中的周期为ii中周期的一半；则由可知，t1:t2=1:1；故c正确，d错误。【名师点睛】本题考查带电粒子在有界磁场中的运动规律，要注意明确运动过程，正确确定圆心和半径是解题的关系，同时注意牛顿第二定律的应用，根据洛伦兹力充当向心力进行分析求解。区域圆弧所对的圆心角为90粒子在磁场中运动的总时间为，故c正确。对于y轴上的光屏亮线范围的临界条件如图1所示：带电粒子的轨迹和x=a相切，此时r=a，y轴上的最高点为y=2r=2a x.kw对于x轴上光屏亮线范围的临界条件如图2所示：左边界的极限情况还是和x=a相切，此刻，带电粒子在右边的轨迹是个圆，由几何知识得到在x轴上的坐标为x=2a；速度最大的粒子是如图2中的实线，又两段圆弧组成，圆心分别是c和c由对称性得到c在x轴上，设在左右两部分磁场中运动时间分别为t1和t2，满足所以在x轴上的范围是（1） （2）（1）在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动。设在x0区域，圆周半径为r1；在x0区域，圆周半径为r2。（2）由几何关系及式得，所求距离