高考物理一轮复习练习：磁场中的“动态圆”问题和“磁聚焦”问题二.docx

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1、磁场中的“动态圆”问题和“磁聚焦”问题练习一、选择题1不计重力的两个带电粒子M和N沿同一方向经小孔S垂直进入匀强磁场，在磁场中的运动轨迹如图分别用vM与vN、tM与tN、与表示它们的速率、在磁场中运动的时间、比荷，则()A如果，则vMvNB如果，则vMvNC如果vMvN，则D如果tMtN，则2(多选)如图所示，矩形ABCD区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，AB边长为d，BC边长为2d，O是BC边的中点，E是AD边的中点，在O点有一粒子源，可以在纸面内向磁场内各个方向射出质量均为m、电荷量均为q、同种电性的带电粒子，粒子射出的速度大小相同，速度与OB边的夹角为60的粒子

2、恰好从E点射出磁场，不计粒子的重力，则()A粒子带正电B粒子运动的速度大小为C粒子在磁场中运动的最长时间为D磁场区域中有粒子通过的面积为d23如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向夹角为(00)的粒子，在纸面内从c点垂直于ac射入磁场，这些粒子具有各种速率不计粒子之间的相互作用在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为()A. B. C. D.12如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q(q0)的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场若粒子射入磁场时的速度大小为v1，离开磁场时速度方向偏转90；若射

3、入磁场时的速度大小为v2，离开磁场时速度方向偏转60.不计重力，则为()A. B.C. D.二、非选择题13一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，矩形区域的左边界ad宽为L.现从ad中点O垂直于磁场射入一带电粒子，速度大小为v0，方向与ad边夹角为30，如图所示已知粒子的电荷量为q，质量为m(重力不计)(1)若粒子带负电，且恰能从d点射出磁场，求v0的大小；(2)若粒子带正电，且粒子能从ab边射出磁场，求v0的取值范围14如图所示，磁感应强度大小为B0.15 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场分布在半径为R0.10 m的圆形区域内，圆的左端跟y轴相切于直角坐标

4、系原点O，右端跟很大的荧光屏MN相切于x轴上的A点置于原点的粒子源可沿x轴正方向以不同的速度射出带正电的粒子流，粒子的重力不计，比荷1.0108 C/kg. (1)请判断当粒子分别以v11.5106 m/s和v20.5106 m/s的速度射入磁场时，能否打到荧光屏上？(2)要使粒子能打在荧光屏上，求粒子流的速度v0的大小应满足的条件(3)若粒子流的速度v03.0106 m/s，且以过O点并垂直于纸面的直线为轴，将圆形磁场在纸面内逆时针缓慢旋转90，求此过程中粒子打在荧光屏上离A的最远距离15如图所示，在x轴上方存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，坐标原点O处有一粒子源，可向x轴和x轴上方的xO

5、y平面各个方向不断地发射质量为m、带电量为q、速度大小均为v的粒子在x轴上距离原点x0处垂直于x轴放置一个长度为x0、厚度不计、两侧均能接收粒子的薄金属板P(粒子打在金属板P上即被吸收，电势保持为0)沿x轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端，不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力(1)求磁感应强度B的大小；(2)求被薄金属板接收的粒子在磁场运动的最短时间与最长时间；(3)要使薄金属板P右侧不能接收到粒子，求挡板沿x轴正方向移动的最小距离答案：1 A 2 BCD 3 A 4 C 5 ACD 6 AC 7 BD8 C 9 ACD 10 AB 11. C 12 B13 (1)若粒子带负电，由左手定

6、则可知粒子进入磁场后沿顺时针方向偏转，如图所示，O1为轨迹圆心，由对称性可知，速度的偏转角1260，故轨迹半径r1Od.根据牛顿第二定律得qv0B，解得v0.(2)若粒子带正电，由左手定则可知粒子沿逆时针方向偏转，当v0最大时，轨迹与cd相切，轨迹圆心为O2，半径为r2，由几何关系得r2r2cos 60，解得r2L，即vmax.当v0最小时，轨迹与ab相切，轨迹圆心为O3，半径为r3，由几何关系可得r3r3sin 30，解得r3，则vmin，所以v014 (1)粒子以不同速度射入磁场的轨迹如图所示，由几何知识得当粒子做圆周运动的半径rR时，粒子沿图中方向射出磁场能打到屏上，当粒子做圆周运动的半

7、径rR时，将沿图中方向射出磁场，不能打到屏上当粒子速度为v1时，由洛伦兹力提供向心力，得qv1B，解得r1RR，故能打到屏上；同理得，当粒子的速度为v2时，解得r2RR，故不能打到屏上(2)设当v0v3时，粒子恰好打不到荧光屏上，则这时粒子沿图中轨迹从磁场的最高点竖直向上射出磁场由此可知，粒子在磁场中的轨道半径r3R.又由洛伦兹力提供向心力得qv3Bm解得v31.5106 m/s由题意可知，当v01.5106 m/s时，粒子能打到荧光屏上(3)设速度v03.0106 m/s时，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为r4，由洛伦兹力提供向心力得qv4Bm，解得r42R.如图所示，粒子在磁场中运动

8、的轨迹就是以E点为圆心，以r4为半径的一段圆弧因圆形磁场以O为轴缓慢转动，故磁场边界变为以O为圆心，以2R为半径的圆弧ABE，当A点恰转至B点，此时粒子的出射点为B，偏角最大，射到荧光屏上P点离A点最远由几何知识得APCAtan (2Rr4tan 30)tan 60 m.15 (1)设粒子做圆周运动的半径为R.根据牛顿第二定律，得qvB由几何关系，得Rx0联立解得B；(2)带电粒子在磁场中的运动周期为T，则有T，得T打在P左侧下端的粒子在磁场中运动的时间最短；由几何关系可知打在P左侧下端的粒子在磁场中偏转的角度是160运动的最短时间tminT联立解得tmin打在P右侧下端的粒子在磁场中运动的时间最长，由几何关系可知：打在P左侧下端的粒子在磁场中偏转的角度是2300，运动的最长时间tmaxT联立解得tmax(3)要使挡板右侧无粒子到达，P板最上端与O点的连线长应为2x0即粒子运动的直径，如图所示所以沿x轴正方向移动的最小长度为：xONOMx0x0学科网（北京）股份有限公司