（全国通用）2019版高考物理一轮复习 第九章 磁场 微专题69 带电粒子在圆形边界磁场中的运动备考精炼

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1、69带电粒子在圆形边界磁场中的运动[方法点拨]　(1)带电粒子进入圆形边界磁场，一般需要连接磁场圆圆心与两圆交点(入射点与出射点)连线，轨迹圆圆心与两交点连线；(2)轨迹圆半径与磁场圆半径相等时会有磁聚焦现象；(3)沿磁场圆半径方向入射的粒子，将沿半径方向出射．1．如图1所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场．一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出．这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短．若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动的带电粒子(　　)图1A．速率越大的运动时间越长B．运动时间越长

2、的周期越大C．速率越小的速度方向变化的角度越小D．运动时间越长的半径越小2．(2018·四川德阳三校联合测试)如图2所示，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，一电荷量为q、质量为m的负离子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为.已知离子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则离子的速率为(不计重力)(　　)图2A.B.C.D.3．如图3所示，空间有一圆柱形匀强磁场区域，O点为圆心，磁场方向垂直于纸面向外．一带正电的粒子从A点沿图示箭头方向以速率v射入磁场，θ＝30°，粒子在纸面内运动，经过时间t离

3、开磁场时速度方向与半径OA垂直．不计粒子重力．若粒子速率变为，其他条件不变，粒子在圆柱形磁场中运动的时间为(　　)图3A.B．tC.D．2t4．(多选)(2017·湖南怀化二模)如图4所示，竖直平面内一半径为R的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外．一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子沿平行于直径MN的方向进入匀强磁场，粒子的速度大小不同，重力不计，入射点P到直径MN的距离为h(h

4、子轨道半径r＝R时，粒子从圆形磁场区域最低点射出5．(多选)(2018·福建蒲田八中暑假考)如图5所示，匀强磁场分布在半径为R的圆形区域MON内，Q为半径ON上的一点且OQ＝R，P点为边界上一点，且PQ与MO平行．现有两个完全相同的带电粒子以相同的速度射入磁场(不计粒子重力及粒子间的相互作用)，其中粒子1从M点正对圆心射入，恰从N点射出，粒子2从P点沿PQ射入，下列说法正确的是(　　)图5A．粒子2一定从N点射出磁场B．粒子2在P、N之间某点射出磁场C．粒子1与粒子2在磁场中的运行时间之比为3∶2D．粒子1与粒子2在磁场中的运行时间之比为2∶16．(多选)(2017·河南郑州、

5、平顶山、濮阳二模)如图6所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.M为磁场边界上一点，有无数个带电荷量为＋q、质量为m的相同粒子(不计重力)在纸面内向各个方向以相同的速率通过M点进入磁场，这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的.下列说法中正确的是(　　)图6A．粒子从M点进入磁场时的速率为v＝B．粒子从M点进入磁场时的速率为v＝C．若将磁感应强度的大小增加到B，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的D．若将磁感应强度的大小增加到B，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的7．(多选)(2017·河北衡水中学七调)如图7所示是一个

6、半径为R的竖直圆形磁场区域，磁感应强度大小为B，磁感应强度方向垂直纸面向内．有一个粒子源在圆上的A点不停地发射出速率相同的带正电的粒子，带电粒子的质量均为m，运动的半径为r，在磁场中的轨迹所对应的圆心角为α.以下说法正确的是(　　)图7A．若r＝2R，则粒子在磁场中运动的最长时间为B．若r＝2R，粒子沿着与半径方向成45°角斜向下射入磁场，则有关系tan＝成立C．若r＝R，粒子沿着磁场的半径方向射入，则粒子在磁场中的运动时间为D．若r＝R，粒子沿着与半径方向成60°角斜向下射入磁场，则圆心角α为150°8．(2017·河北石家庄第二次质检)如图8所示，圆心为O、半径为R的圆形磁

7、场区域中存在垂直纸面向外的匀强磁场，以圆心O为坐标原点建立坐标系，在y＝－3R处有一垂直y轴的固定绝缘挡板，一质量为m、带电荷量为＋q的粒子，与x轴成60°角从M点(－R,0)以初速度v0斜向上射入磁场区域，经磁场偏转后由N点离开磁场(N点未画出)恰好垂直打在挡板上，粒子与挡板碰撞后原速率弹回，再次进入磁场，最后离开磁场．不计粒子的重力，求：图8(1)磁感应强度B的大小；(2)N点的坐标；(3)粒子从M点进入磁场到最终离开磁场区域运动的总时间．答案精析1．D2．D　[设离子在匀强磁场中运动轨