2019高考物理二輪復(fù)習(xí)小題狂做專練二十帶電粒子在有界磁場中的運動

1、20 帶電粒子在有界磁場中的運動1.【2019 屆模擬仿真卷】（多選）如圖所示為兩平行金屬極板P、Q,在P、Q兩極板上加直流電壓U，極板Q的右側(cè)有一個邊長為.2L的正方形勻強磁場區(qū)域abed，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B方向垂直紙面向里。P極板上中心O處有一粒子源，可發(fā)射出初速度為零、比荷為k的帶電粒子，Q極板中心有一小孔，可使粒子a點沿對角線ae方向進入勻強磁場區(qū)域，則下列說法正確的是A. 如果帶電粒子恰好從d點射出，則滿足 U-kB2L22p. Q二11：*、B.如果帶電粒子恰好從 b 點射出，則粒子源發(fā)射的粒子可能帶負電小區(qū)：；I :好C.帶電粒子在勻強磁場中運動的速度為.2kUo2.【

2、江西省紅色七校 2019 屆高三第一次聯(lián)考】（多選）如圖所示，在直角三角形ABC內(nèi)充滿垂直紙面向外的勻強磁場（圖中未畫出），AB邊長度為d,.B=n?，F(xiàn)垂直AB邊射入一群質(zhì)量均為m電荷量均為q、速度大小6均為v的帶正電粒子，已知垂直AC邊射出的粒子在磁場中運動的時間為t,而運動時間最長的粒子在磁場中的運動時間為4t（不計重力）。則下列判斷中正確的是（）3/?A.粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期為 4tB.該勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為C.粒子在磁場中運動的軌道半徑為D.粒子進入磁場時速度大小為衛(wèi)7t3.玉溪中學(xué)月考】如圖所示，直角坐標系中y軸右側(cè)存在一垂直紙面向里、寬為a的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強

3、度為B,右邊界PQ平行y軸，一粒子（重力不計）從原點O以與x軸正方向成0角的速率v垂直射入磁場，當斜向上射入時，粒子恰好垂直PQ射出磁場， 當斜向下射入時，粒子恰好不從右邊界射出。則粒子的比荷及粒子恰好不從右邊界射出 時在磁場中運動的時間分別為（）A.,2 nB.v2 nBa3v2Ba3vC.v4 nD.v4 n 一、選擇題射出后垂直磁場方向從D.帶電粒子在勻強磁場中運動的軌跡半徑為BU02Ba3vBa3v34.【成都 2019 屆摸底】（多選）如圖，在x軸上方存在方向垂直坐標平面向里、磁感應(yīng)強度大小為從原點O以與x軸正方向成 30角的速度v射入磁場，其在x軸上方運動的半徑為艮則（的連線垂直于

4、直徑MN P點放置一粒子源，其向紙面內(nèi)各個方向均勻發(fā)射兩種原子核3X、：丫 ,3X的速率為V,的速率為-,沿PC方向發(fā)射的2X2（1）求原子核3X的比荷q（用B V、R表示）及其從P點到邊界MN的最短時間;m場，在x軸下方存在方向垂直坐標平面向外、磁感應(yīng)強度大小為B 的勻強磁場。一帶負電的粒子2（不計重力）B的勻強磁A.粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點OB.粒子完成一次周期性運動的時間為2nR3vHX X X X X X XX X X X X片w = M乂 XC. 粒子射入磁場后，第二次經(jīng)過x軸時與O點的距離為 3RD. 粒子在x軸上方和下方的磁場中運動的半徑之比為1 :2If25.【德州質(zhì)檢】（多選

5、）如圖所示，以直角三角形AOC為邊界的有界勻強磁場區(qū)域， 磁感應(yīng)強度為B, / A= 60,AO= L,在O點放置一個粒子源，可以向各個方向發(fā)射某種帶負電粒子（不計重力作用），粒子的比荷為衛(wèi),m發(fā)射速度大小都為V0,且滿足V0=型。粒子發(fā)射方向與OC邊的夾角為0，對于粒子進入磁場后的運動，下m列說法正確的是（A. 粒子有可能打到B. 以0= 60飛入的粒子在磁場中運動時間最長C. 以0 30。飛入的粒子在磁場中運動的時間都相等D. 在AC邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出6. 【九江聯(lián)考】如圖所示，虛線框MNQ內(nèi)存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里。a、b、c是三個質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子，它們從

6、PQ邊上的中點沿垂直于磁場的方向射入磁場，圖中畫出了它們在磁場中的運動軌跡。若不計粒子所受重力，則A. 粒子a帶負電，粒子b、c帶正電B. 粒子a在磁場中運動的時間最長C. 粒子b在磁場中的加速度最大D.c在磁場中的動量最大7.臺州中學(xué) 2019 屆第一次統(tǒng)練】如圖所示，半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B,圓弧上P點與圓心xXXX恰好從N點離開磁場，忽略原子核間的相互作用及原子核的重力，取sin 53=0.8 , cos 53 = 0.6。粒子、解答題2017 年高考“最后三十天”專題透析好教育云平臺 教育因你我而變4其中一原子核；丫的軌跡恰能與ON的中點A相

7、切，求a8Y粒子的質(zhì)量數(shù)a;(3)在直徑MN安裝金屬板，并與電阻r串聯(lián)后接地，帶正電的原子核到達金屬板后被吸收形成電流。 子源P單位時間內(nèi)發(fā)射n個粒子，其中2X占 40%；Y 占 60%求穩(wěn)定后通過電阻r的電流大小。 電荷量為e)答案與解析已知粒(已知電子的51.【解析】當帶電粒子恰好從d點射出時，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，軌道半徑r=L。設(shè)帶電粒子射入磁場時速度為v，由 q 心碑，解得山竽；由qU-2mv2，解得2 航，選項A正確；由左手定則可知,如果帶電粒子恰好從b點射出，則粒子源發(fā)射的粒子一定帶正電，選項 B 錯誤；由 qUomv2，解得v二,2v【答案】ACD由幾何關(guān)系可知，粒子在x軸上方

8、和下方運動時圓弧所對的圓心角均為60,則粒子完成一次周期性運動的時間 t T上1T下2至=蘭，選項 B 錯誤，D 正確；由幾何關(guān)系可知，粒子射入磁場后，第一66下6v v 丿 v次經(jīng)過x軸時與O點的距離為R,第二次經(jīng)過x軸時與第一次經(jīng)過x軸的距離為 2R,則粒子射入磁場后， 第二 次經(jīng)過x軸時與O點的距離為 3R選項 C 正確。【答案】CD25.【解析】據(jù)qvB =m ，又v，聯(lián)立解得r=L,由 AO=L,所以當0= 60時，粒V,+4-選項 C 正確；由 q 心葉，解得，選項 D 正確。2【解析】帶垂直AC邊射出的粒子在磁場中運動的時間是1即T =t，則得周期 T= 4t，故 A 正確；由R

9、4mvqB，T最長的粒子在磁場中運動的軌跡如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系有n22R - Rs ind，解得R =d,65故 C 正確；粒子在磁場中運動的速度v二絲二衛(wèi)，故 D 錯誤。T 5t【答案】ABC3.【解析】如圖所示，當斜向上射入時，粒子恰好垂直PQ射出磁場， 根據(jù)幾何關(guān)系可知sin -，當斜向下射入時，粒子恰好不從右邊界射出，即與邊界相切，根據(jù)幾何關(guān)系R可得 sin 丁 -匸R2，解兩式可得R=2a,帶電粒子在磁場中做圓周運動，根據(jù)qvm,r可得q。當斜向下射入時，粒子恰好不從右邊界射出，即與邊界相切，根據(jù)幾何m 2Ba關(guān)系可知此時對應(yīng)的圓心角為120,所以用時間為 t_3v 3v【答案】C

10、4.【解析】帶負電的粒子進入上方磁場后向下偏轉(zhuǎn)，到達x軸以后受洛倫茲力向右上方子在x軸上方運動的半徑為R根據(jù)r =mv可知粒子在x軸下方運動的半徑為2ROqB1丁,于，得 BY，故 B 正確；運動時間oX X 很 沁X X x X X X y2017 年高考“最后三十天”專題透析好教育云平臺 教育因你我而變6子經(jīng)過A點，故 Arm正確；根據(jù)粒子運動的時間，圓心角越大，時間越長，粒子以0= 60。飛入磁場中時，粒子從A點飛2 n7出，軌跡圓心角等于 60,圓心角最大，運動的時間最長，故B 正確；當粒子沿0= 0飛入磁場中，粒子恰【答案】ABD6.【解析】由左手定則可知，a粒子帶正電,b、c粒子帶

11、負電，故A 錯誤；由公式二寫= 結(jié)2 n 2 n qB qB合題圖可知,c粒子偏轉(zhuǎn)角最大，所以c粒子在磁場中運動時間最長,故 B 錯誤；由圖可知，b粒子的半徑最大，由公式r二巴 可知，b粒子的速度最大，由加速度公式a=F=qBm陰 可知，b粒子的加速度最大， 故 C 正確;m由公式r=mv可知，mv=qBr，所以b粒子在磁場中的動量最大，故qBD錯誤?！敬鸢浮緾7.【解析】(1)由已知條件知2X做圓周運動的半徑為R由洛倫茲力提供向心力得:2rVqvB = mR得9V_m BR弦0P最短，其所對應(yīng)的圓心角也最小，對應(yīng)的時間也最短，如圖所示，由幾何關(guān)系得，圓心角為60,運動的周期T二紗V故運動的時間t二T二6。3v(2)設(shè)圓周運動半徑為R?如圖所示，由幾何關(guān)系得:金Ji啟f In J X X A X X .耳.02 甌嚴設(shè) Y 粒子的質(zhì)量為2nV,電荷量為q?則有：qVB =m（V/2）2R4q解得：g.m 2BR 5m即8-，得a= 15。a 53(3)對；Y粒子，設(shè)粒子初速度方向與切線PQ方向夾角為a，如圖所示，已知軌跡恰好與A相切，則R/2sin :-0R45得;0=53由幾何關(guān)系得a8Y粒子在 0 乞乞 53 范圍內(nèi)出射能到達金屬板，則單位時間打到金屬板的：丫粒子數(shù)為n53n 60%53n360600由幾何關(guān)系得粒子在 0 一一 90