高考专题精校解析Word版---物理冲刺大题精做11 磁场对运动电荷的作用（教师版）

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1、高考物理冲刺卷1．【昭通质检】如图所示，在屏蔽装置底部中心位置O点放一医用放射源，可通过细缝沿扇形区域向外辐射速率为v＝3.2×106m的α粒子。已知屏蔽装置宽AB＝9cm，缝长AD＝18cm，α粒子的质量m＝6.64×10－27kg，电量q＝3.2×10－19C。若在屏蔽装置右侧条形区域内加一匀强磁场来隔离辐射，磁感应强度B＝0.332T，方向垂直于纸面向里，整个装置放于真空环境中。(1)若所有的α粒子均不能从条形磁场隔离区的右侧穿出，则磁场的宽度d至少是多少？(2)若条形磁场的宽度d＝20cm，则射出屏蔽装置的α粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间各是多少

2、？(结果保留2位有效数字)【解析】(1)由题意：AB＝9cm，AD＝18cm，可得：∠BAO＝∠ODC＝45°所有α粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径相同，设为R，根据牛顿第二定律有解得R＝0.2m＝20cm由题意及几何关系可知：若条形磁场区域的右边界与沿OD方向进入磁场的α粒子的圆周轨迹相切，则所有α粒子均不能从条形磁场隔离区右侧穿出，如图所示。设此时磁场宽度为d0，由几何关系得：d0＝R＋Rcos45°＝(20＋10)cm＝0.34m(2)设α粒子在磁场内做匀速圆周运动的周期为T，则T＝＝×10－6s设速度方向垂直于AD进入磁场区域的α粒子的入射点为E，如图

3、所示．因磁场宽度d＝20cm

4、。2．【菏泽模拟】如图甲所示，M、N为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、O′且正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。有一束正离子在t＝0时垂直于M板从小孔O射入磁场。已知正离子的质量为m，带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力。求：(1)磁感应强度B0的大小；(2)要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v0的可能值。【解析】设垂直于直面向里的磁场方向为正方向(1)正粒子射入磁场，

5、洛伦兹力提供向心力：做匀速圆周运动的周期联立两式得磁感应强度B0＝。(2)要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场，v0的方向应如图所示，在两板之间正离子只运动一个周期即T0时，有r＝。当在两板之间正离子运动n个周期即nT0时，有r＝(n＝1，2，3，…)。联立求解，得正离子的速度的可能值为v0＝＝(n＝1，2，3…)。模拟精做1．【江苏质检】如图所示，在坐标系xOy中，第一象限内充满着两个匀强磁场a和b，OP为分界线，磁场a的磁感应强度为2B，方向垂直纸面向里；磁场b的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，P点坐标为(4l，3l)。一质量为m，电荷量为q的带正电的粒

6、子从P点沿y轴负方向射入磁场b，经过一段时间后，粒子恰能经过原点O，不计粒子重力。求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)粒子从P点运动到O点的时间最少是多少？(2)粒子运动的速度可能是多少？【解析】(1)设粒子的入射速率为v，用Ra、Rb、Ta、Tb分别表示粒子在磁场a和b运动的轨道半径和周期，则：Ra＝，Rb＝Ta＝＝，Tb＝粒子先从磁场b运动，后进入磁场a运动，然后从O点射出，粒子从P运动到O点所用时间最短，如图所示。粒子在磁场b和磁场a运动的时间分别为：tb＝Tb，ta＝Ta故从P到O所用最少时间为：t＝ta＋tb＝(2)由题意及图可知

7、：n(2Racosα＋2Rbcosα)＝解得：v＝(n＝1，2，3，…)。2．【宜丰期末】如图所示，在半径分别为r和2r的同心圆（圆心在O点）所形成的圆环区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在大圆边界上A点有一粒子源，垂直AO向左发射一质量为m，电荷量为＋q，速度大小为的粒子，求：(1)若粒子能进入磁场，求粒子在磁场中运动的半径；(2)若粒子能进入磁场发生偏转，则该粒子第一次到达磁场小圆边界时，粒子速度相对于初始方向偏转的角度；(3)若粒子每次到达磁场大圆边界时都未从磁场中射出，那么至少经过多长时间该粒子能够回到出发点A。【解析】(1)如图

8、所示，粒子做匀速圆周运动，设初速度为，