專題3.10 平行邊界磁場(chǎng)問題（提高篇）（原卷版）

2020年高考物理100考點(diǎn)最新模擬題千題精練（選修3-1）第三部分磁場(chǎng)專題3.10平行邊界磁場(chǎng)問題（提高篇）一．選擇題1.如圖所示，平行邊界MN、PQ間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，兩邊界間距為d，MN上有一粒子源A，可在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向向磁場(chǎng)中射入質(zhì)量均為m、電荷量均為q的帶正電的粒子，粒子射入磁場(chǎng)的速度v＝eq\f(2qBd,3m)，不計(jì)粒子的重力，則粒子能從PQ邊界射出的區(qū)域長(zhǎng)度為()A．dB.eq\f(2,3)dC.eq\f(2\r(3),3)dD.eq\f(\r(3),2)d2．如圖所示，帶有正電荷的A粒子和B粒子同時(shí)以同樣大小的速度(速度方向與邊界的夾角分別為30°、60°)從寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上的O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，又恰好都不從另一邊界飛出，則下列說法中正確的是(

)

A.A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為B.A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為

C.A、B兩粒子的比荷之比是

D.A、B兩粒子的比荷之比是3．電荷量分別為q和的兩個(gè)帶電粒子分別以速度和射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩粒子的入射方向與磁場(chǎng)邊界的夾角分別為和，磁場(chǎng)寬度為d，兩粒子同時(shí)由A點(diǎn)出發(fā)，同時(shí)到達(dá)B點(diǎn)，如圖所示，則（）A.a粒子帶負(fù)電，b粒子帶正電B.兩粒子的軌道半徑之比：：C.兩粒子的速度之比：：2D.兩粒子的質(zhì)量之比：：24.(2016·湖南長(zhǎng)沙模擬)如圖所示，一個(gè)理想邊界為PQ、MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)寬度為d，方向垂直紙面向里。一電子從O點(diǎn)沿紙面垂直PQ以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)。若電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為2d。O′在MN上，且OO′與MN垂直。下列判斷正確的是()A.電子將向右偏轉(zhuǎn)B.電子打在MN上的點(diǎn)與O′點(diǎn)的距離為dC.電子打在MN上的點(diǎn)與O′點(diǎn)的距離為eq\r(3)dD.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為eq\f(πd,3v0)5.如圖所示，直角坐標(biāo)系中y軸右側(cè)存在一垂直紙面向里、寬為a的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，右邊界PQ平行y軸，一粒子(重力不計(jì))從原點(diǎn)O以與x軸正方向成θ角的速率v垂直射入磁場(chǎng)，當(dāng)斜向上射入時(shí)，粒子恰好垂直PQ射出磁場(chǎng)，當(dāng)斜向下射入時(shí)，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(shí)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為()A.eq\f(v,Ba)eq\f(2πa,3v)B.eq\f(v,2Ba)eq\f(2πa,3v)C.eq\f(v,2Ba)eq\f(4πa,3v) D.eq\f(v,Ba)eq\f(4πa,3v)二．計(jì)算題1.如圖所示，區(qū)域Ⅰ、Ⅲ內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域Ⅲ內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬為1.5d，區(qū)域Ⅰ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1未知，區(qū)域Ⅱ是無場(chǎng)區(qū)，寬為d，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從磁場(chǎng)邊界上的A點(diǎn)與邊界成θ＝60°角垂直射入?yún)^(qū)域Ⅰ的磁場(chǎng)，粒子恰好不從區(qū)域Ⅲ的右邊界穿出且剛好能回到A點(diǎn)，粒子重力不計(jì)。(1)求區(qū)域Ⅰ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1；(2)求區(qū)域Ⅰ磁場(chǎng)的最小寬度L；(3)求粒子從離開A點(diǎn)到第一次回到A點(diǎn)的時(shí)間t。2．(12分)（2016洛陽(yáng)一模）如圖所示，在無限長(zhǎng)的豎直邊界AC和DE間，上、下部分分別充滿方向垂直于ADEC平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，上部分區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，OF為上、下磁場(chǎng)的水平分界線。質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從AC邊界上與O點(diǎn)相距為a的P點(diǎn)垂直于AC邊界射入上方區(qū)域，經(jīng)OF上的Q點(diǎn)第一次進(jìn)入下方區(qū)域，Q與O點(diǎn)的距離為3a。不考慮粒子重力(1)求粒子射入時(shí)的速度大?。?2)要使粒子不從AC邊界飛出，求下方區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件；(3)若下方區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=3B0，粒子最終垂直DE邊界飛出，求邊界DE與AC間距離的可能值。3．如圖所示，在屏蔽裝置底部中心位置O點(diǎn)放一醫(yī)用放射源，可通過細(xì)縫沿扇形區(qū)域向外輻射速率為v＝3．2×106m/s的α粒子．已知屏蔽裝置寬AB＝9Cm，縫長(zhǎng)AD＝18Cm，α粒子的質(zhì)量m＝6．64×10－27kg，電荷量q＝3．2×10－19C．若在屏蔽裝置右側(cè)條形區(qū)域內(nèi)加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)來隔離輻射，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0．332T，方向垂直于紙面向里，整個(gè)裝置放于真空環(huán)境中．(1)若