2018年高考物理带电粒子在匀强磁场中运动的分析复习练习(含解析)

1、带电粒子在匀强磁场中运动的分析难易程度：利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板B方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为一群质量为m电荷量为q,具有不同速度的粒子从宽度为 于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是XXXXXXXXXXXXXXX*XXXXXXXXXKXxxXXXXxXXxxK* 4 d 1 f tfA.粒子带正电B.射出粒子的最大速度为qB（L 3d）2mC.保持d和L不变， 增大B,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D.保持d和B不变，增大L,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大【参考答案】BCBC【试题解析】由左手定则可判断粒子带负电，故A

2、 A 错误；由题意知：粒子的最大半径L 3dLmv fqB（L 3d）rmax、粒子的最小半径rmin，根据r，可得Vmax :22qB2mqBL3qBd ,“Vmin，则Vmax Tmin，故可知 BCBC 正确，D D 错误。2m2m【知识补给】带电粒子在匀强磁场中的运动（1 1）如何确定“圆心”1由两点和两线确定圆心，画出带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹。确定带电粒子运动轨迹上的两个特殊点（一般是射入和射出磁场时的两点） ，过这两点作带电粒子运动方向的垂线 （这 两垂线即为粒子在这两点所受洛伦兹力的方向） ，则两垂线的交点就是圆心，如图（ a a）所示。2若只已知过其中一个点的粒子运动方向

3、，则除过已知运动方向的该点作垂线外，还要将这MN上方是磁感应强度大小为2 2d和d的缝，两缝近端相距为L。2 2d的缝垂直于板MN进入磁场，对-2 -两点相连作弦，再作弦的中垂线，两垂线交点就是圆心，如图（b b）所示。-3 -3若只已知一个点及运动方向，也知另外某时刻的速度方向，但不确定该速度方向所在的点,如图（C C）所示，此时要将其中一速度的延长线与另一速度的反向延长线相交成一角画出该角的角平分线，它与已知点的速度的垂线交于一点（2 2）如何确定“半径”（3 3）如何确定“圆心角与时间”(/PAM,O该点就是圆心。(b)方法一：由物理方程求，半径mvqB；方法二：由几何方程求，一般由数学

4、知识（勾股定理、三角函数等）计算来确定。速度的偏向角0= =圆弧所对应的圆心角（回旋角）0=2=2 倍的弦切角a,如图（d d）所示。时间的计算方法。方法一：由圆心角求,6t t T T2 2nRr：半如图所示，两匀强磁场的方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度分别为今有一质量为m电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场方向射入匀强磁场B、B2,B中，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线。则以下说法正确的是| XP、严X xx Ox(c)(J方法二：由弧长求,-4 -A.A.若r=2=2R则粒子在磁场中运动的最长时间为im6qBB.B.电子运行一周回到P用时为T=2nB1eC.C.B=

5、2=2B2D.D.Bi=4=4E2J补如图所示，MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界。一质量为m电荷量为q的粒子在纸面内从0点射入磁场。若粒子速度为V。，最远能落在边界上的A点。下列说法正确的有XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXA.若粒子落在A点的左侧， 其速度一定小于VoB.若粒子落在A点的右侧， 其速度一定大于VoC.若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能小于Vo-qBd/2 2mD.D.若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能大于vo+ +qBd/2 2m:竟整如图所示是一个半径为R的竖直圆形磁场区域， 磁感应强度大小为B,磁感应强度方向垂直纸面向内。有一个粒子源在圆

6、上的A点不停地发射出速率相同的带正电的粒子，带电粒子的质量均为m运动的半径为r，在磁场中的轨迹所对应的圆心角为a。下列说法正确的是A.A.电子的运行轨迹为-5 -B.B.若r=2=2R粒子沿着与半径方向成 4545角斜向下射入磁场，则有关系tan =1成立27nmC.C. 若r=R,粒子沿着磁场的半径方向射入，则粒子在磁场中的运动时间为3qBD.D.若r=R,=R,粒子沿着与半径方向成 6060角斜向下射入磁场，则圆心角a为 150150，一如图所示，现有一质量为m电量为e的电子从y轴上的P(0,a)点以初速度v平行于x轴射出，为了使电子能够经过x轴上的Q (b, 0 0)点，可在y轴右侧加一垂直于xOy平面向 里、宽度为L的匀强磁场，磁感应强度大小为B,该磁场左、右边界与y轴平行，上、下范围足够大(图中未画出)。已知:- -2mV2mV,L L时，磁场区域及电子运动轨迹如图甲所示。由几何关#4: ? = - = 则碓场左边界距坐标原点的更离为可-尸(IYOSEootHmvoa(1cos eB(其 中0=arcs=arcs inineBL)或mvox2=b2mv0a2-aeB设电子在磁场中做圆周运动的轨道半径为2r，则：eBv0=，解得：r=巴reBX X X X QXXX xx XX乙(1 -cos &)cot&(其申i9=aicsiiiXi二bL _i甲-1