全国通用2020版高考物理一轮复习第九章微专题66带电粒子在直线边界磁场场中的运动加练半小时含解析.pdf
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1、带电粒子在直线边界磁场场中的运动带电粒子在直线边界磁场场中的运动 方法点拨 (1)一般步骤:画轨迹,定圆心,求半径或圆心角.(2)注意“运动语言”与 “几何语言”间的翻译,如:速度对应圆周半径;时间对应圆心角或弧长或弦长等.(3)掌握 一些圆的几何知识,如:偏转角等于圆心角;同一直线边界,出射角等于入射角等. 1.如图 1 所示, 在边长为a的正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、 磁感应强度大小 为B的匀强磁场.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以某 一速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为 60.若粒 子能从AB边穿出磁场,且粒子
2、在磁场中运动的过程中,到AB边有最大距离,则v的大小为 ( ) 图 1 A.B.C.D. 3Bqa 4m 3Bqa 4m 3Bqa 8m 3Bqa 8m 2.(2018江西省红色七校联考)如图 2 所示,正八边形区域内有垂直于纸面的匀强磁场.一 带电粒子从h点沿图示he方向射入磁场区域,当速度大小为vb时,从b点离开磁场,在磁 场中运动的时间为tb.当速度大小为vd时,从d点离开磁场,在磁场中运动的时间为td,不 计粒子重力.则下列正确的说法是( ) 图 2 A.tbtd21B.tbtd12 C.tbtd31D.tbtd13 3.(多选)如图 3 所示,在一单边有界磁场的边界上有一粒子源O,沿
3、垂直磁场方向,以相同 速率向磁场中发出了两种粒子,a为质子( H),b为 粒子( He),b的速度方向垂直于磁场 1 14 2 边界,a的速度方向与b的速度方向之间的夹角为30, 两种粒子最后都打到了位于磁 场边界位置的光屏OP上,则( ) 图 3 A.a、b两粒子运动周期之比为 23 B.a、b两粒子在磁场中运动时间之比为 23 C.a、b两粒子在磁场中运动的轨迹半径之比为 12 D.a、b两粒子打到光屏上的位置到O点的距离之比为 12 4.(2018陕西省黄陵中学模拟)如图 4 所示, 在边长ab1.5L、bcL的矩形区域内存在3 着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,在ad边中点O处
4、有一粒子源,可以垂直磁 场向区域内各个方向发射速度大小相等的同种带电粒子.若沿Od方向射入的粒子从磁场边 界cd离开磁场,该粒子在磁场中运动的时间为t0,圆周运动半径为L,不计粒子的重力和 粒子间的相互作用.下列说法正确的是( ) 图 4 A.粒子带负电 B.粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 4t0 C.粒子的比荷为 Bt0 D.粒子在磁场中运动的最长时间为 2t0 5.(2018陕西省商洛市质检)如图 5 所示,在直角坐标系xOy中,x轴上方有匀强磁场,磁 感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向外.许多质量为m、电荷量为q的粒子,以相 同的速率v沿纸面,由x轴负方向与y轴正方向之间各个方
5、向从原点O射入磁场区域.不计 重力及粒子间的相互作用.下列图中阴影部分表示带电粒子在磁场中可能经过的区域, 其中R ,正确的图是( ) mv qB 图 5 6.(多选)如图 6 所示,L1和L2为两条平行的虚线,L1上方和L2下方都有范围足够大,且磁 感应强度相同的匀强磁场,A、B两点都在L2上.带电粒子从A点以初速度v0与L2成 30角 斜向右上方射出,经过偏转后正好过B点,经过B点时速度方向也斜向上,不计重力,下列 说法中正确的是( ) 图 6 A.若将带电粒子在A点时的初速度变大(方向不变),它仍能经过B点 B.带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点时的速度大小相同 C.此带电粒子既可以带
6、正电荷,也可以带负电荷 D.若将带电粒子在A点时的初速度方向改为与L2成 60角斜向右上方,它将不能经过B点 7.(多选)(2018广东省茂名市模拟)如图 7 所示,OACD是一长为L的矩形,其内存在垂直 纸面向里的匀强磁场,一质量为m、带电荷量为q的粒子从O点以速度v0垂直射入磁场,速 度方向与OA的夹角为,粒子刚好从A点射出磁场,不计粒子的重力,则( ) 图 7 A.粒子一定带正电 B.匀强磁场的磁感应强度为2mv 0sin qL C.粒子从O到A所需的时间为 L v0sin D.矩形磁场的OD边长的最小值为(1cos) 2L sin 8.图 8 中虚线PQ上方有一磁感应强度大小为B的匀强
7、磁场, 磁场方向垂直纸面向外.O是PQ 上一点, 在纸面内从O点向磁场区域的任意方向连续发射速率为v0的粒子, 粒子电荷量为q、 质量为m.现有两个粒子先后射入磁场中并恰好在M点相遇,MO与PQ间夹角为 60,不计 粒子重力及粒子间的相互作用,则下列说法正确的是( ) 图 8 A.两个粒子从O点射入磁场的时间间隔可能为2m 3qB B.两个粒子射入磁场的方向分别与PQ成 30和 60角 C.在磁场中运动的粒子离边界的最大距离为mv 0 qB D.垂直PQ射入磁场的粒子在磁场中的运行时间最长 9.(多选)(2018广西桂林、 贺州联考)如图 9 所示, 对角线CE将矩形区域CDEF分成两个相 同
8、的直角三角形区域,、内分别充满了方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场, 已知CDFEL,DECFL,质量为m、带电荷量为q的正电荷从A点(DAL)以一定3 3 3 的速度平行于DC方向垂直进入磁场,并从CF上的Q点(图中未画出)垂直CF离开磁场,电 荷重力不计.则( ) 图 9 A.CQLB.CQL 2 3 3 3 3 C.vD.v 3qBL 3m 3qBL 6m 10.提纯氘核技术对于核能利用具有重大价值, 如图 10 是从质子、 氘核混合物中将质子和氘 核分离的原理图,x轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场,初速度为 0 的质子、氘核混合物 经电压为U的电场加速后,从x轴上的A(L,0)点
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