2025届高考物理二轮复习讲义：磁场 【含答案】

2025届高考物理二轮复习讲义

专题三电场和磁场第8讲磁场

【网络构建】

【关键能力】

理解磁场对运动电荷、

通电导线的作用,掌握磁

场的叠加、磁场对电流

的作用、带电粒子在磁

场中的运动等问题的解

决思路，加强带电粒子在

匀强磁场中做匀速圆周

运动的作图训练,培养学

生的数形结合能力，掌握

解决带电粒子在磁场中

运动的临界问题、多解

问题的分析技巧,培养科

学思维能力.

题型1磁场的性质安培力

1.用准“两个定则”

(D对电流的磁场用安培定则.

(2)对通电导线在磁场中所受的安培力和带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力用左

手定则.

2.明确两个常用的等效模型

(1)变曲为直:图甲中通电导线在计算安培力的大小和判断方向时均可等效为

直线电流.

(2)化电为磁:图乙中环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁铁.

例1[2024•浙江1月选考]磁电式电表原理示意图如图所示，两磁极装有极靴,

极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱.极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向,两者之

间有可转动的线圈.八6、c和d为磁场中的四个点.下列说法正确的是()

A.图示左侧通电导线受到安培力向下

B.a、b两点的磁感应强度相同

C.圆柱内的磁感应强度处处为零

D.c、d两点的磁感应强度大小相等

例2[2024•舟山模拟]Ioffe-Prichard磁阱常用来约束带电粒子的运动.如图所

示，在xOy平面内，在以坐标原点O为中心、边长为L的正方形的四个顶点上垂

直于平面放置四根通电长直导线，电流大小相等,方向已标出，“x”表示电流方向

垂直于纸面向里，“•”表示电流方向垂直于纸面向外.已知电流为/的无限长通

电直导线在与其距离为厂处的圆周上产生的磁场的磁感应强度大小为B*,k为

比例系数.下列说法正确的是（）

2段

~0x

3004

A.导线2、4相互排斥，导线1、2相互吸引

B.导线1、4在O点产生的合磁场的方向沿x轴负方向

C.导线2、4对导线1的作用力大小是导线3对导线1的作用力大小的2倍

D.导线2、3在。点产生的合磁场的磁感应强度大小为多

【技法点拨】

通电导线产生的磁场叠加问题是浙江选考的热门话题.第一步利用右手螺旋定则把磁场方向

画出来,第二步根据矢量叠加原理作出合成后的磁场.有时利用同向电流相互吸引的结论来解

题会事半功倍，而有些问题需要联立方程求解，务必要有耐心.

【迁移拓展】

1.利用手机中的磁传感器可测量埋在地下的水平高压直流长直电缆的深度.在手

机上建立了空间直角坐标系。盯z后保持手机方位不变，且Oz始终竖直向上，如图

甲所示.电缆上方的水平地面上有E、F、G、”四个点，如图乙所示.EGGH长

均为1.8m且垂直平分.将手机水平贴近地面，电缆通电前将各分量调零，以消除地

磁场的影响，通电后测得四点的分量数据见下表，其中BXG=B.\H.关于电缆中电流的

方向和电缆距离地面的深度，下列判断正确的是（）

位置B介TBy/flT

G

BXG00

HBXH00

E806

F80-6

A.电缆中电流沿+y方向，电缆距离地面的深度为1.2m

B.电缆中电流沿+y方向，电缆距离地面的深度为2.4m

C.电缆中电流沿-y方向，电缆距离地面的深度为1.2m

D.电缆中电流沿-y方向，电缆距离地面的深度为2.4m

2.[2024•温岭模拟]由均匀的电阻丝制成半径为厂的圆形导线框,存在垂直于导

线框平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为民将P、Q两点接入如图所示的电

压恒定的电源两端,通电时电流表示数为1,则线框所受的安培力大小为（）

A.BIr

3

C.^ZBIrD甲BIr

题型2带电粒子在匀强磁场中的运动

1.常用公式

22

v1nq2B2r2TqqB

QVB=m-,E^=-mv/=-=—；

mv_y/2mE^271r.1qB

qBqB，vqB"T

2.运动时间的确定:Q端T（由此式可知,a越大，粒子在磁场中运动时间就越长）.圆

心角a总是与速度的偏转角相等.

3.对称性的应用

（1）粒子从直线边界射入磁场,再从这一边界射出时，入射速度方向及出射速度方向

两者与边界的夹角相等.

（2）粒子沿径向射入圆形磁场区域时，必沿径向射出磁场区域.

直度1带电粒子在直线边界磁场中的运动

例3如图所示,MN上方存在着无限大的、磁感应强度大小为反方向垂直于纸

面向里的匀强磁场，质量为机、带电荷量为-q（q>0）的粒子1在纸面内以速度vi=vo

从O点射入磁场，其方向与MN的夹角a=30。;质量为m、带电荷量为+q的粒子

2在纸面内以速度V2=bw）从。2点射入磁场，其方向与MN的夹角6=60。,01、02

之间距离为券.已知粒子1、2同时到达磁场边界的A、3两点（图中未画出），不

C[D

计粒子的重力及粒子间的相互作用.

XXXXXXXXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXXXXXXXX

XXXXXXX^2XXXXXXXXXXX

XXXXXX><XXXXXXXXX

XXXXXxRxXXXXXXXX

0,N

（1）求两粒子在磁场边界上的出射点A、B之间的距离d;

（2）求两粒子进入磁场的时间间隔AZ;

（3）若下方有平行于纸面的匀强电场，且两粒子在电场中相遇，其中的粒子1做

匀加速直线运动,问粒子2做什么运动?并求电场强度E.

自评项目自评

规范答题区

（共100分）得分

书写工整无

涂抹（20分）

有必要的文

字说明（20

分）

使用原始表

达式、无代

数过程（30

分）

有据①②

得③等说

明（10分）

结果为数字

的带有单

位,求矢量

的有方向说

明（20分）

SM2带电粒子在圆形边界磁场中的运动

例4[2024•丽水模拟]如图所示，在半径为R的圆内有垂直于纸面向里的匀强

磁场，现有。、b两个粒子分别从P点沿PO方向垂直于磁场射入,。粒子从A点

离开磁场，速度方向偏转了90°,b粒子从B点离开磁场,速度方向偏转60。,两粒子

在磁场中运动的时间相等.不计粒子的重力及粒子间的相互作用力.下列说法中正

确的是（）

A,tz粒子带正电

B.a、人两粒子在磁场中运动的周期之比为1：3

C.a、6两粒子的比荷之比为2：3

D.a、人两粒子在磁场中运动的速度之比为四：2

【技法点拨】

带电粒子在有界磁场中运动的临界、极值问题的四个结论

⑴刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.

（2）当速度v一定时，弧长（或弦长）越长或者圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间

越长.

（3）当速率v变化时，圆心角越大，则运动时间越长.

（4）在圆形匀强磁场中，当轨迹圆的半径大于磁场圆的半径、且入射点和出射点位于磁场圆同

一直径的两个端点时，轨迹对应的偏转角最大，运动时间最长.

【迁移拓展】

1.（不定项）如图所示,在直角坐标系xOy中,x>0空间内充满方向垂直于纸面向里

的匀强磁场（其他区域无磁场），在y轴上有到原点O的距离均为L的C、£>两点.

带电粒子P（不计重力）从C点以速率v沿x轴正方向射入磁场，并恰好从O点射

出磁场;与粒子P相同的粒子。从C点以速率4v沿纸面射入磁场，并恰好从D点

射出磁场，则（）

A.粒子P带正电

B.粒子P在磁场中运动的时间为强

C.粒子。在磁场中运动的时间可能为噤

D.粒子Q在磁场中运动的路程可能为学

2.（不定项）如图所示,半径为R的圆形区域外有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感

应强度为团圆形区域内无磁场，半径OM与半径ab垂直.一带电粒子从M点沿半

径方向射出圆形区域，粒子在速度为血比荷为黑，若只考虑洛伦兹力，则（）

XXXXX

X

X

X

x

A.粒子在磁场中运动轨迹的半径为2R

B.粒子第一次回到〃点所用的时间为陋坟

C.若粒子带正电，则粒子从a点进入圆形区域

D.粒子带负电时第一次回到M点所用的时间比带正电时的短

题型3动态圆和收集粒子问题

SB1放缩圆问题

速度方向粒子源发射速度方向一定、速度大小不同的带电粒子进入匀强磁场时,

一定，速度这些带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径随速度的变化而变

大小不同化

如图所示（图中只画出粒子带正电的情景），速度V越大，运动半径也越大.

可以发现这些带电粒子射入磁场后，它们运动轨迹的圆心在垂直初速度

适用

方向的直线PP'上

条件

轨迹圆圆x»xXXX

心共线

X汉、千”姓、X

X:X，戊,:x&iX

乂乂、“y嘴x

界定以入射点p为定点，圆心位于PP直线上，将半径放缩作轨迹圆，从而探索粒子的临界条

方法件,这种方法称为“放缩圆”法

例5[2024•慈溪模拟]如图所示,边长为L的正方形区域abed中充满匀强磁

场，磁场方向垂直于纸面向里.一带电粒子从ad边的中点M垂直于ad边以一定

速度射入磁场，仅在洛伦兹力的作用下运动,正好从外边中点N射出磁场.下列说

法正确的是（）

a____N_____匕

\XXXX；

：XXXX；

M♦—D;

；XXX^x；

II

；XXXX：

d：------------

A.若粒子射入磁场的速度增大为原来的2倍，则粒子将从b点射出

B.若粒子射入磁场的速度增大为原来的2倍,则粒子在磁场中运动的时间也增大

为原来的2倍

C.若磁感应强度增大为原来的2倍，则粒子将从。点射出

D.若磁感应强度增大为原来的2倍，则粒子在磁场中运动的时间也增大为原来的

2倍

海亶2旋转圆问题

速度大粒子源发射速度大小一定、方向不同的带电粒子进入匀强磁场时，这些带电粒

小一子在磁场中做匀速圆周运动的半径相同，若射入速度大小为V0,则圆周运动的

定，方半径尺=小

、工向不同qB

适

中如图所示，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在以入射点P为圆心、

用

条半径R=舞的圆上

7;轨迹圆qB

件

圆心共

圆I______________________________"____________________________

界

定将半径R=翳的圆以入射点为圆心进行旋转，从而探索粒子的临界条件，这种方法称为

“旋转圆”法

例6（不定项）［2024•绍兴模拟］如图所示，在OWxWAOWyWa的长方形区域

中有一磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面向外.坐标原

点O处有一个粒子源，在t=0时刻发射大量质量为m、电荷量为+q的带电粒子，

它们的速度大小相同，速度方向均在xOy平面内，与y轴正方向的夹角在0~90。范

围内均匀分布.已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为Tji时刻最先从磁场上边

界飞出的粒子经历的时间为卷，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间

为（.不计粒子的重力及粒子间的相互作用，则（）

A.粒子射入磁场的速度大小k幽

m

B.长方形区域的边长满足关系丝2

a

C.71时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比为擀

Dli时刻仍在磁场中的所有粒子均处在以。点为圆心、a为半径的:圆周上

O

施3平移圆问题

速度大小一

粒子源发射速度大小、方向一定、入射点不同但在同一直线上的带电

定、方向一

粒子，这些带电粒子进入匀强磁场时,做匀速圆周运动的半径相同，若射

定，入射点不

同但在同一入速度大小为物,则圆周运动的半径R=曜

适用

直线上

条件

如图所示，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在同一直线

轨迹圆圆心XXXXXXX

共线

正将半径氏=吟的圆进行平移，从而探索粒子的临界条件，这种方法称为“平移圆”法

忸•法qB

例7（不定项）如图所示，在平面等腰直角三角形ACO区域内存在一垂直于纸面

的匀强磁场，磁感应强度大小为8大量带正电的粒子先后以速度优垂直于OC边

从不同位置射入磁场，有些粒子能在边界AO上相遇.已知OC＞膂.粒子质量为

机、电荷量为%不计粒子重力，不考虑各粒子之间的相互作用.下列判断正确的是

oZi-J.

A.磁场方向垂直于纸面向外

B.磁场方向垂直于纸面向里

C相遇的粒子入射时间差的最大值为篝

2qB

D.相遇且入射时间差最大的两粒子入射点之间的距离为空孚”

意度4聚焦圆问题

速度大粒子源发射速度大小一定、为向平行的带电粒子进入圆形区域的匀强磁

适用小一定，场时,区域圆与轨迹圆的半径相同，若射入速度大小为V0,则圆周运动的半

条件方向平

径为R爷

行

如图所示,带电粒子射出磁场时交于磁场圆上某一点A,带电粒子在磁场中

做匀速圆周运动的圆心在以聚焦点A为圆心、半径尺=嘤的圆上

轨迹圆

圆心共

圆

,<7对准区域圆的圆心入射时背离圆心离开，从而得到聚焦点,这种方法称为“聚焦圆”法

万法

例8[2024•温州中学模拟]某装置可用于研究带电粒子的运动轨迹，其原理如

图所示.在x轴上方存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场(未画出).x轴下方有一

个半径为R的圆形区域磁场，磁场方向垂直于xOy平面向外，磁感应强度大小为

用圆形区域的圆心为y轴上的A点,区域边界过坐标原点O.位于x轴正半轴的绝

缘板中心有一小孔，孔径大小可以调整，小孔右端。点横坐标为L,板厚度可

以忽略.圆形区域磁场左侧有一个粒子发射装置S,可以发射一束速度方向平行于

x轴的粒子流,粒子在y轴方向均匀分布,粒子的质量为血电荷量为-q(q>0),粒子束

的宽度为2R.已知速度方向对准A点的粒子经过磁场后刚好从坐标原点射出并从

。点射入第四象限.不计粒子的重力及粒子间的相互作用.

(1)求该粒子流的速度；

(2)求入射位置与x轴距离为g的粒子第一次经过x轴时与y轴正方向的夹角；

(3)求x轴上方磁场的磁感应强度；

(4)若粒子束中有一半粒子能从板上的小孔通过，则小孔的宽度为多少？

【迁移拓展】

1.一种粒子探测器的简化模型如图所示.圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁

场,PQ过圆心，平板为探测器，整个装置放在真空环境中.所有带电离子都从

P点沿PQ方向射入磁场，忽略离子重力及离子间相互作用力.对于能够打到探测

器上的离子，下列说法正确的是()

M------01--------N

A.打在Q点左侧的离子带正电

B.打在MQN上离Q点越远的离子，入射速度一定越大

C.打在上离。点越远的离子,比荷一定越大

D.入射速度相同的氢离子和笊离子，打在上的位置更靠近Q点是笊离子

2.（不定项）如图所示,在直角坐标系xOy的第一象限内x轴上方存在磁感应强度大

小为以方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧

纸面内各个方向射出速率相等、质量大小均为加、电荷量大小均为q的同种带

电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点.已知粒子带负

电，丽=75赤=旧”粒子重力及粒子间的相互作用均不计，则（）

A.粒子的速度大小为幽

m

B.从O点射出的粒子在磁场中运动的时间为胃

C.从%轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为9：2

D.沿平行于x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到0点的距离为5

3.如图所示，大量质量为加、带电荷量为q的离子通过宽度为d的狭缝，沿着与边

界垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，已知离子进入磁场的速度

大小v=黑，不考虑离子间的相互作用和离子的重力，则离子在磁场中能经过的区

域的面积是（）

XXXXXXXX

XXXXXXXX

XXBXXXxxx

XXX

c偿aDG+「和

参考答案与详细解析

题型1

例1A［解析］根据左手定则可知，左侧通电导线所受安培力向下，选项A正确;0、万两点的磁场方向不同,

所以磁感应强度不同，选项B错误;磁感线是闭合的曲线，所以极靴和圆柱内都有磁感线,磁感应强度不为零，

选项C错误;c、〃两点附近的磁感线密集程度不同，磁感线越密集则磁场越强，所以c点的磁感应强度更大，

选项D错误.

例2C［解析］导线2、4中电流方向相同,两者相互吸弓I,导线1、2中电流方向相反,两者相互排斥，故A

错误;根据通电直导线电流激发出的磁场的特点，结合安培定则与磁场叠加原理，可知导线1、4在O点产生

的合磁场的方向沿x轴正方向，故B错误;导线2、4在导线1处产生的合磁场的磁感应强度为B24=2X^COS

45。=半，导线3在导线1处产生的磁场的磁感应强度为B3尸续=绊，由于B24=2B3i,所以导线2、4对导线

LvzLZL

1的作用力大小是导线3对导线1的作用力大小的2倍，故C正确;导线2在。点产生的磁场的磁感应强度

大小为奥=冷，方向由。指向3,导线3在。点产生的磁场的磁感应强度大小为&=理，方向由。指向2,则

导线2、3在O点产生的合磁场的磁感应强度大小&3=&cos45。+83cos45。=半，故D错误.

【迁移拓展】

1.A［解析］由题中数据可知,E、尸两点处沿x方向的磁感应强度大小相等，方向均沿+无方向，沿z方向的磁

感应强度大小相等，但E点处沿+z方向，尸点处沿-z方向，又知G、H两点处沿y、z方向的磁感应强度分量

均为零，可知E、尸点的位置如图甲所示,G、H两点在EF的中垂线上，故电缆中电流沿+y方向;将尸点处的

1.

磁感应强度分解，如图乙所示，可得tana喘弓，又知EF长为L=1.8m,由几何关系可得tana今,解得电缆距离

地面的深度为h=1.2m,故A正确.

2.C［解析］由图可知圆形导线框的大圆弧部分与小圆弧部分并联,两段圆弧受安培力作用的等效长度相等,

为电流表示数为/,由于大圆弧部分的电阻是小圆弧部分电阻的3倍，根据电路串并联规律可得大圆

弧部分与小圆弧部分的电流大小分别为人=:、入、等,故线框所受的安培力大小为

44

故C正确.

题型2

例3（11分）⑴当⑵黑⑶类平抛运动

qtsJC［D

£=缈也,方向与MN成30。角斜向右上方

［解析］（1）两粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，有

DVl2

qv\D=mr-^-

qviB-nr^-（1分）

其中V1=VO,V2=V3VO

由几何关系可知两粒子在磁场边界上的出射点A、B之间的距离J=2nsin30°+2r2sin60。+驾^

qB（1分）

联立解得心华（1分）

XXXXXXXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXXXXXXX

XXX

⑵粒子1做圆周运动的圆心角&卷

粒子1在匀强磁场中运动的时间（1分）

粒子2做圆周运动的圆心角6»2=y

粒子2在匀强磁场中运动的时间t冉（1分）

粒子做圆周运动的周期7=笔（1分）

由于粒子1、2同时到达磁场边界的4、B两点，所以两粒子进入磁场的时间间隔Az=ri-t2

联立解得A/=篝（1分）

（3）由于粒子1在电场中做匀加速直线运动，粒子1带负电，所以电场方向与成30。角斜向右上方.

由几何关系可知，粒子2射出磁场时速度方向垂直于电场方向，所以粒子2做类平抛运动.（1分）

根据运动的分解可得

t/cos30°=Vlf+1<7/2+^（7f2（1分）

dsin30°=V2^（1分）

其中a=—

m

联立解得E=苧Bv。（1分）

例4D［解析］。粒子进入磁场后向下偏转，由左手定则可知。粒子带负电，故A错误;0粒子在磁场中运动

的时间益Ta,b粒子在磁场中运动的时间勿=）n,由于两粒子在磁场中运动的时间相等，即正队则a、b两粒

子在磁场中运动的周期之比为不：%=2：3,故B错误;粒子做匀速圆周运动的周期7=笔,可得且=言,则八万两

C［DTflDI

粒子的比荷之比为&：组=期：〃=3：2,故C错误;如图所示，由几何关系可得。粒子做匀速圆周运动的半径为

ra=R,b粒子做匀速圆周运动的半径为?=V5R,由gvB=〃q,可得"噜，则。、b粒子在磁场中运动的速度之比

为―若畸动⑵故D正确.

【迁移拓展】

1.ABD［解析］粒子P从C点沿x轴正向进入磁场，受洛伦兹力而向上偏转过。点，由左手定则可知，粒子P

带正电，故A正确;据题意可知粒子P在磁场中做半个圆周运动,则运动的轨迹半径为R卷,运动的时间为

九=等=受,故B正确;粒子Q与粒子P相同，粒子Q的速度为4匕由K=器可知粒子Q做圆周运动的轨迹半径

为R2=4RI=2L,由于C、D距离为”》=2Z<2R2,故粒子Q不可能沿x轴正向进入磁场，粒子。从C点进、从

D点出对应两种情况，轨迹如图所示,设粒子。从C点进入磁场时速度方向与y轴的夹角为。，由几何关系可

知sin鬻，解得。=30。,则两种轨迹对应的圆心角分别为60。和300。,所以粒子Q运动的时间为短=攀=^

或22=%运动的路程为s=^,或5=^,2L=当比，故C错误,D正确.

2.BC［解析］粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有"oB=〃z¥，解得粒子在磁场中

运动轨迹的半径为尸哈R,故A错误;粒子的运动轨迹如图所示，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期

7=膏，粒子从M点射出至第一次回到M点，粒子在磁场中运动的时间八=|7=管，粒子在圆形区域内运动的

时间为短=空，则粒子第一次回到M点所用的时间为4九+/2=陋生，故B正确;若粒子带正电，则根据左手定

VoV0

则可知，粒子从。点进入圆形区域，故C正确;若粒子带负电,则根据左手定则可知，粒子运动轨迹与带正电的

轨迹重叠,运动方向相反，所以第一次回到M点所用的时间不变，故D错误.

题型3

例5C［解析］作出粒子运动的轨迹如图所示，由左手定则可知，粒子带正电，带电粒子在磁场中做匀速圆

周运动，由洛伦兹力提供向心力，有5/=,一,解得右写,7=生=笔，由图可知，粒子运动的半径广乜,运动的圆

心角9=90。,运动的时间右江若粒子射入磁场的速度增大为原来的2倍，则/=2厘，即粒子运动的半径将增

r马

大为原来的2倍，由图可知，粒子将从b点左侧射出，由几何关系可知cose=房,解得夕=60。,即粒子在磁场中

运动的圆心角变为原来的,，而周期不变，由七累7可知，粒子在磁场中运动的时间减小为原来的生故A、B

错误;若磁感应强度增大为原来的2倍，则即粒子运动的半径将减小为原来的:，由图可知，粒子将从

a点射出，粒子在磁场中运动的圆心角变为原来的2倍，由7=笔可知，粒子在磁场中运动的周期变为原来的

qB2

由z=^r可知，粒子在磁场中运动的时间与原来的相等，故c正确,D错误.

；XXXX：

A'——................工

例6AC［解析］最先从磁场上边界中飞出的粒子在磁场中的偏转角最小，对应的圆弧最短,可以判断出是

沿y轴方向入射的粒子，其运动的轨迹如图甲所示，粒子运动轨迹对应的圆心角为9=袅＜36()。=2x36(T=30。,由

几何关系可得R=』=2a,带电粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有解得粒子射入磁场

的速度大小为尸誓，故A正确;在磁场中运动的时间最长的粒子其轨迹与磁场的边界相切，如图乙所示，设

该粒子在磁场中运动的时间为r,依题意有则粒子运动轨迹对应的圆心角为NOC4=90。,设粒子的发射方

向与y轴正方向的夹角为跖由几何关系得Rsma=R-a,解得a=30。,由图可得b=Rsina+Rcosa=a+V5a,则

2=1+旧,故B错误;竖直向上进入磁场的粒子用时fi离开磁场，斜向上进入磁场且从下边离开磁场用时也是M

的粒子的运动轨迹如图丙所示,轨迹的圆心为Q,轨迹对应的圆心角为夕=30。,由几何关系可知粒子的发射方

向与x轴的夹角0=15。,则M时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比为嗡，|,故C正确;h

时刻仍在磁场中的所有粒子因已完成的圆周运动的时间相同,则已运动的弧长相同，弦长相同,故所有粒子均

处在以0点为圆心的圆弧上,圆弧过图中的M、N点,圆弧的半径为r=OM=ON=2Rsin与=4asin15°=(V6-

鱼)a,圆弧对应的圆心角为75。,不是:圆周，故D错误.

O

0hX

甲

丙

例7BC［解析］由题知，有些粒子能在边界A0上相遇，说明带正电的粒子向AO偏转,根据左手定则可知,

磁场方向垂直于纸面向里,A错误,B正确;如图所示，设粒子在B点相遇，粒子做圆周运动的半径为一,当两粒

子的运动轨迹在AO处相切时入射时间差有最大值，此时两粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角分别为

9=45。和a=135。,由洛伦兹力提供向心力得小必=加些，周期7=迎，联立可得片喈,7=笔，则入射时间差的最

大值为由几何关系可知，相遇且入射时间差最大的两粒子入射点之间的距离为

\x=DE=OD-OE=OO'+0'D-OE=^^,C正确,D错误.

qB

例8(1)喈(2)30°(3)等

(4)(T)Z

［解析］⑴速度方向对准A点的粒子经过磁场后刚好从坐标原点射出，由几何关系可知,粒子在磁场中做匀速

圆周运动的半径r=R

由洛伦兹力提供向心力得qvB=m^

解得尸吧

m

⑵作出入射位置与X轴距离为?的粒子运行轨迹如图甲所示

_n

由几何关系可知r-rsin3=-

解得粒子第一次经过x轴时与y轴正方向的夹角8=30。.

⑶速度方向对准A点的粒子从。点进入x轴上方磁场后打在D点，由几何关系可知,粒子在x轴上方的磁场

中做匀速圆周运动的半径R号

由洛伦兹力提供向心力得qvB'=n4