【热点突破题 优化方案】2015届高三物理新一轮复习 热点强化突破：带电粒子在磁场中运动(含新题详解).doc

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1、热点强化突破(八)热点1　带电粒子在磁场中运动的分析高考对带电粒子在磁场中运动的考查，主要集中在对带电粒子在有界磁场中运动的临界问题和极值问题的分析和求解．这类问题主要利用牛顿定律、圆周运动知识，结合几何知识解决．1.(多选)(2014·武汉模拟)如图所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电性不同、速率不同但比荷相同的粒子从O点沿图中方向垂直于磁场方向射入磁场后，分别从四个顶点a、b、c、d和两边的中点e、f射出磁场，下列关于它们的运动说法正确的是(　　)A．从a、b两点射出的粒子运动的时间是最长的，且二者相等B．从c、d两点射出的粒子运动的时间是最短的，且

2、二者相等C．从e、f两点射出的粒子的运动时间相等D．从b点射出的粒子速度最小，从c点射出的粒子速度最大2.如图所示，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B＝0.60T，磁场内有一块平面感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离l＝16cm处，有一个点状的α放射源S，它向各个方向发射α粒子，速度都是v＝3.0×106m/s，已知α粒子的电荷量与质量之比q/m＝5.0×107C/kg.现只考虑在图纸平面中运动的α粒子，求ab上被α粒子打中的区域的长度？3.(2014·南昌调研)磁聚焦被广泛地应用在电真空器件中．如图所示，在坐标系xOy中存在有界的匀强聚焦磁场，方向

3、垂直坐标平面向外，磁场边界PQ直线与x轴平行，距x轴的距离为，边界POQ在第Ⅰ象限内的曲线方程为y＝，且边界POQ关于y轴对称．在x轴上A点处有一粒子源，向不同方向射出大量质量均为m、电荷量均为q的带正电的粒子，所有粒子的初速度大小相同均为v，粒子通过有界的匀强磁场后都会聚焦在x轴上的F点．已知A点坐标为(－a,0)，F点坐标为(a,0)．不计粒子所受重力和相互作用，求：(1)匀强磁场的磁感应强度；(2)粒子射入磁场时的速度方向与x轴的夹角为多大时，粒子在磁场中运动时间最长，最长时间为多少？热点2　带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动是高考考查分析能力、推理能力、空间想象能力和

4、运用数学知识解决物理问题能力的重要载体，是高考的热点和重点．解决这类问题，受力分析、运动分析是关键，结合几何知识，应用牛顿定律、运动学知识、圆周运动问题及功能关系综合求解．4.(多选)(2014·苏北四市调研)如图所示为一种质谱仪的示意图，其由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射的电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器内有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的

5、是(　　)A．极板M比极板N的电势高B．加速电场的电压U＝ERC．直径PQ＝2BD．若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷5．(多选)如图所示，在第二象限中有水平向右的匀强电场，电场强度为E，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.有一重力不计的带电粒子以垂直于x轴的速度v0＝10m/s从x轴上的P点进入匀强电场，恰好与y轴成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限．已知O、P之间的距离为d＝0.5m，则带电粒子(　　)A．带正电荷B．在电场中运动的时间为0.1sC．在磁场中做圆周运动的半径为mD．在磁场中运动的

6、时间为s6．如图所示，在空间内有一直角坐标系xOy，直线OP与x轴正方向夹角为30°，第一象限内有两个方向均垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线OP是它们的理想边界，OP上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B，在第四象限内有一沿x轴负方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的质子(不计重力及质子对磁场、电场的影响)以速度v从O点沿OP成30°角方向垂直磁场进入区域Ⅰ，质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直通过x轴上的Q点(未画出)进入第四象限内的匀强电场中，最后从y轴上的A点与y轴负方向成60°角射出，求：(1)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小；(2)Q点到O点的距离；(3)匀强电场的电场强度E的大

7、小．7．(2013·高考江苏卷)在科学研究中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制．如图甲所示的xOy平面处于匀强电场和匀强磁场中，电场强度E和磁感应强度B随时间t作周期性变化的图象如图乙所示．x轴正方向为E的正方向，垂直纸面向里为B的正方向．在坐标原点O有一粒子P，其质量和电荷量分别为m和＋q，不计重力．在t＝时刻释放P，它恰能沿一定轨道做往复运动．(1)求P在磁场中运动时速度的大小v0；(2)求B0