专题25 带电粒子在匀强磁场中运动的多解、临界问题(精练)-2019年高考物理双基突破(二) Word版含解析.pdf

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1、1．（多选）如图，虚线MN将平面分成Ⅰ和Ⅱ两个区域，两个区域都存在与纸面垂直的匀强磁场。一带电粒子仅在磁场力作用下由Ⅰ区运动到Ⅱ区，弧线aPb为运动过程中的一段轨迹，其中弧aP与弧Pb的弧长之比为2∶1，下列判断一定正确的是A．两个磁场的磁感应强度方向相反，大小之比为2∶1B．粒子在两个磁场中的运动速度大小之比为1∶1C．粒子通过aP、Pb两段弧的时间之比为2∶1D．弧aP与弧Pb对应的圆心角之比为2∶1【答案】BC2．（多选）如图，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面向各

2、个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间后有大量粒子从边界OC射出磁场。已知∠AOC＝60°，从边界TOC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于（T为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC射出的粒子2在磁场中运动的时间可能为TTTTA．.B．C．D．3468【答案】ABC3．（多选）在xOy平面上以O为圆心，半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，从原点O以初速度v沿y轴正方向开始运动，经时间t

3、后经过x轴上P点，此时速度与x轴正方向成θ角，如图。不计重力的影响，则下列关系一定成立的是2mvA．若r＜，则0°＜θ＜90°qB2mvπmB．若r≥，则t≥qBqBπm2mvC．若t＝，则r＝qBqB2mvπmD．若r＝，则r＝qBqB【答案】AD【解析】带电粒子在磁场中从O点沿y轴正方向开始运动，圆心一定在垂直于速度的方向上，即mv2mv在x轴上，轨道半径R＝。当r≥时，P点在磁场内，粒子不能射出磁场区，所以垂直于x轴过P点，qBqBπm2mvθ最大且为90°，运动时间为半个周期，即t＝；当r＜时，粒子在到达P点之前射出圆形磁场

4、区，速qBqB度偏转角φ在大于0°、小于180°范围内，如图所示，能过x轴的粒子的速度偏转角φ＞90°，所以过x轴时πm2mv2mvπm0°＜θ＜90°，A对，B错；同理，若t＝，则r≥，若r＝，则t＝，C错，D对。qBqBqBqB8．如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则A．从P射出的粒子速度大B．从Q射出的粒子速度大C．从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长D．两粒子在磁场中运动的时间一样长【答案】BD9．如图，虚线MN上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场

5、B，带电粒子从边界MN上的A点以速度1v垂直磁场方向射入磁场，经磁场偏转后从边界MN上的B点射出，若粒子经过的区域PQ上方再叠加方向0垂直纸面向里的匀强磁场B，让该粒子仍以速度v从A处沿原方向射入磁场，经磁场偏转后从边界MN上20的B′点射出（图中未标出），不计粒子的重力，下列说法正确的是A．B′点在B点的左侧B．从B′点射出的速度大于从B点射出的速度C．从B′点射出的速度方向平行于从B点射出的速度方向D．从A到B′的时间等于从A到B的时间【答案】AC10．如图所示，足够大的平行挡板A、A竖直放置，间距6L，两板间存在两个方向相反的

6、匀强磁场区12域Ⅰ和Ⅱ，以水平面MN为理想分界面。Ⅰ区的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。A、A上各有位置012正对的小孔S、S，两孔与分界面MN的距离为L、质量为m、电量为＋q的粒子经宽度为d的匀强电场由12静止加速后，沿水平方向从S进入Ⅰ区，并直接偏转到MN上的P点，再进入Ⅱ区、P点与A板的距离是11L的k倍。不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑。（1）若k＝1，求匀强电场的电场强度E；（2）若2

7、2kB【答案】（1）0（2）v＝0B＝02dm2m3－k（2）由于P距离A为kL，且2

8、界为矩形的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。磁场的四条边界分别是y＝0，y＝a，x＝－1.5a，x＝1.5a。两金属板间电压随时间均匀增加，如图乙所示。由于两金属板间距很小，微粒在电场中运动，时间极短，可认为微粒加速运动过程中电场恒定