【2019最新】精选高考物理二轮复习小题狂做专练二十带电粒子在有界磁场中的运动

1、【 2019 最新】精选高考物理二轮复习小题狂做专练二十带电粒子在有界磁场中的运动1【2019 届模拟仿真卷】 ( 多选 ) 如图所示为两平行金属极板 P、Q，在 P、Q两极板上加直流电压 U0，极板 Q的右侧有一个边长为的正方形匀强磁场区域 abcd，匀强磁场的磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里。 P 极板上中心 O处有一粒子源，可发射出初速度为零、比荷为k 的带电粒子， Q极板中心有一小孔，可使粒子射出后垂直磁场方向从a 点沿对角线 ac 方向进入匀强磁场区域，则下列说法正确的是()2LA如果带电粒子恰好从 d 点射出，则满足 U 01 kB2 L22B如果带电粒子恰好从b 点射出，则

2、粒子源发射的粒子可能带负电C带电粒子在匀强磁场中运动的速度为2kU0D带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径为12U 0Bk2【红色七校 2019 届高三第一次联考】 ( 多选 ) 如图所示，在直角三角形ABC内充满垂直纸面向外的匀强磁场( 图中未画出 ) ，AB边长度为 d，。现垂直 AB边射入一群质量均为 m、电荷量均为 q、速度大小均为 v 的带正电粒子，已知垂直AC边射出的粒子在磁场中运动的时间为 t ，而运动时间最长的粒子在磁场中的运动时间为( 不计重力 ) 。则下列判断中正确的是 () 4Bt63A粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4tB该匀强磁场的磁感应强度大小为C粒子在磁场中运动的

3、轨道半径为m2qt2 d5D粒子进入磁场时速度大小为3d7t欢迎下载。3【玉溪中学月考】如图所示，直角坐标系中 y 轴右侧存在一垂直纸面向里、宽为 a 的有界匀强磁场，磁感应强度为 B，右边界 PQ 平行 y 轴，一粒子 ( 重力不计 ) 从原点 O以与 x 轴正方向成 角的速率 v 垂直射入磁场，当斜向上射入时，粒子恰好垂直PQ射出磁场，当斜向下射入时，粒子恰好不从右边界射出。 则粒子的比荷及粒子恰好不从右边界射出时在磁场中运动的时间分别为 ()A. ，B.， v 2a v 2aBa 3v2Ba 3vC. ，D.， v 4 a v 4a2Ba 3vBa 3v4【成都 2019 届摸底】 (

4、多选 ) 如图，在 x 轴上方存在方向垂直坐标平面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，在 x 轴下方存在方向垂直坐标平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场。一带负电的粒子（不计重力）从原点O 以与 x 轴正方向成30°角的速度 v 射入磁场，其在 x 轴上方运动的半径为 R。则 () B2A粒子经偏转一定能回到原点OB粒子完成一次周期性运动的时间为2R3vC粒子射入磁场后，第二次经过x 轴时与 O点的距离为 3RD粒子在 x 轴上方和下方的磁场中运动的半径之比为1 : 25【德州质检】 ( 多选 ) 如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为 B， A60&#

5、176;，AOL，在 O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子（不计重力作用） ，粒子的比荷为，发射速度大小都为v0，且满足。粒子发射方向与OC边的夹角为 ，对于粒子进入磁场后的运动，下列说法正确的是 () qv0qBLmmA粒子有可能打到A 点B以 60°飞入的粒子在磁场中运动时间最长【2019最新】精选高考物理二轮复习小题狂做专练二十带电粒子在有界磁场中的运动C以 < 30 °飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等D在 AC边界上只有一半区域有粒子射出6【九江联考】如图所示，虚线框MNQP内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c 是三个质量和电荷量

6、都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则()A粒子 a 带负电，粒子 b、c 带正电B粒子 a 在磁场中运动的时间最长C粒子 b 在磁场中的加速度最大D粒子 c 在磁场中的动量最大7【台州中学 2019 届第一次统练】如图所示，半径为R的半圆形区域内存在垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，圆弧上 P 点与圆心 O 的连线垂直于直径MN，P 点放置一粒子源，其向纸面内各个方向均匀发射两种原子核、，的速率为 v，的速率为，沿 PO方向发射的恰好从N点离开磁场，忽略原子核间的相互作用及原子核的重力，取 sin

7、 53 ° 0.8 ，cos 53 ° 0.6 。 23 X a8Y 23 X a8Y v23 X2(1) 求原子核的比荷 ( 用 B、v、R表示 ) 及其从 P 点到边界 MN的最短时间； 32 X qm(2) 其中一原子核的轨迹恰能与 ON的中点 A 相切，求粒子的质量数 a； a8Y a8Y(3) 在直径 MN上安装金属板， 并与电阻 r 串联后接地，带正电的原子核到达金属板后被吸收形成电流。 已知粒子源 P单位时间内发射n 个粒子，其中占 40%，占 60%，求稳定后通过电阻r 的电流大小。( 已知电子的电荷量为e) 32 Xa8Y1【解析】当带电粒子恰好从d 点射

8、出时，根据图中几何关系可知，轨道半径r L。设带电粒子射入磁场时速度为v，由，解得；由，解得，选项A 正确；由左手定则可知，如果带电粒子恰好从b 点射出，则粒子源发射的粒子一定带正电，选项3 / 63 / 6B 错误；由，解得，选项 C 正确；由，解得，选项 D 正确。2111212U 0qvB mv vqBL qU 02U 0222v2kU0 qvB m vmv2kB L qU 0mvrkrm22rB【答案】 ACD2【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，垂直 AC边射出的粒子在磁场中运动的时间是，即，则得周期 T4t ，故 A 正确；由，得，故 B正确；运动时间最长的粒子在磁场中运动的轨

9、迹如图所示，根据几何关系有，解得，故 C正确；粒子在磁场中运动的速度，故 D 错误。1T1TmvT2R Bm2R R sin d R2 d v2Rdt R44qBv2qt65T5t【答案】 ABC3【解析】如图所示，当斜向上射入时，粒子恰好垂直PQ射出磁场，根据几何关系可知， 当斜向下射入时， 粒子恰好不从右边界射出，即与边界相切，根据几何关系可得，解两式可得 R =2a，带电粒子在磁场中做圆周运动，根据，可得。当斜向下射入时，粒子恰好不从右边界射出，即与边界相切，根据几何关系可知此时对应的圆心角为120°，所以用时间为，故C 对 。s i na s i nR a q v Bv2 q

10、mvt12R 4aRRr m2Ba3v3v【答案】 C4【解析】带负电的粒子进入上方磁场后向下偏转，到达x 轴以后受洛伦兹力向右上方偏转，如图所示，则如此循环运动，粒子不能回到原点O，选项 A 错误；粒子在 x 轴上方运动的半径为 R，根据可知粒子在 x 轴下方运动的半径为 2R。由几何关系可知，粒子在 x 轴上方和下方运动时圆弧所对的圆心角均为 60°，则粒子完成一次周期性运动的时间， 选项 B 错误，D正确；由几何关系可知， 粒子射入磁场后，第一次经过 x 轴时与 O点的距离为 R，第二次经过 x 轴时与第一次经过 x 轴的距离为 2R，则粒子射入磁场后，第二次经过 x 轴时与

11、O点的距离为 3R，选项 C 正确。【2019最新】精选高考物理二轮复习小题狂做专练二十带电粒子在有界磁场中的运动mv1112R 22R RrtT上T下vvvqB666【答案】 CD5【解析】据，又，联立解得r L，由 AOL，所以当 60°时，粒子经过A点，故 A 正确；根据粒子运动的时间，圆心角越大，时间越长，粒子以60°飞入磁场中时，粒子从A 点飞出，轨迹圆心角等于60°，圆心角最大，运动的时间最长，故 B 正确；当粒子沿0°飞入磁场中，粒子恰好从AC中点飞出，在磁场中运动时间也恰好是， 从 0 到 60°粒子在磁场中运动时间先减小后增大

12、，在 AC边上有一半区域有粒子飞出，故v2qBL tT TC 错误， D正确。 qvB m v0rm2 6【答案】 ABD6【解析】由左手定则可知， a 粒子带正电， b、c 粒子带负电，故 A 错误；由公式结合题图可知， c 粒子偏转角最大， 所以 c 粒子在磁场中运动时间最长， 故 B 错误；由图可知， b 粒子的半径最大，由公式可知，b 粒子的速度最大，由加速度公式可知， b 粒子的加速度最大，故C 正确；由公式可知，所以 b 粒子在磁场中的动量最大，故 D错误。 tT2mm rmvaFqvB rmv mv qBr22 qBqBqBmmqB【答案】 C7【解析】 (1) 由已知条件知做圆周运动的半径为R，由洛伦兹力提供向心力得：23 X qvB m v2R得 qvm BR弦 OP最短，其所对应的圆心角也最小，对应的时间也最短，如图所示，由几何关系得，圆心角为60°，运动的周期 T2Rv故运动的时间。tTR6 3v(2) 设圆周运动半径为 R?，如图所示，由几何关系得：解得： R5R85 / 65 / 6设 Y 粒子的质量为 m?，电荷量为 q?，则有： q v Bm (v /2) 22R解得： qv4qm2BR5m即，得