高考物理重难点高效突破-电磁学第4讲带电粒子在磁场中的运动-练习题-破题致胜

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1、1•题图中曲线Q、b、C、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸而向里。以下判断可能正确的是（）A.a、〃为0粒子的经迹B.a、b为/粒子的经迹C.c、〃为O粒子的经迹D・c、〃为0粒子的经迹2.[2017•新课标II】如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。大量相同的帯电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场。若粒子射入速率为儿，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分Z—圆周上；若粒子射入速率为冬，相应的出射点分布在

2、三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则耳：必为（）A.V3:2B.V2:lC.V3:lD.3:723.—圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其屮心轴以角速度少顺吋针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与成30。角。当筒转过90。时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为（）CDCDco2coA.——B.——C.—D.——3B2BBB2.平面0

3、M和平面ON之间的夹角为30。，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为3、方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为加，电荷量为q（g>0）。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30。角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线。的距离为（）♦mvA，2^BqBc.2mvqBD.4mvqB3.如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从/点沿.0

4、方向射入磁场区域，当速度大小为”时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为如当速度大小为％时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为厶，不计粒子重力。则（）D•Vb：vc~1:2,恰：・=1：22.如图所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度"9.1cm,中点O与S间的距离J=4.55cm,MN与SO直线的夹角为G板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度5=2.0x10-4T,电子质量w=9.1xl0_31kg,电荷量e=—1.6x10_i

5、9C,不计电子重力。电子源发射速度v=1.6xl06m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为/,则()A.0=90。时，/=9.1cmC.0=45°时，Z=4.55cmB.0=60。时，/=9.1cmD.&=30。时,/=4.55cm3.现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动•真空屮存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，电场与磁场的宽度均为d.电场强度为E,方向水平向右;磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直.一个质量为m、电荷量为q的带电

6、粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放，粒子始终在电场、磁场中运动，不计粒子重力及运动时的电磁辐射.(1)求粒子在第2层磁场屮运动时速度v2的大小与轨迹半径r2;(2)粒子从第n层磁场右侧边界穿出时,速度的方向与水平方向的夹角为弘，试求sinOn;(1)若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出，试问在其他条件不变的情况下，也进入第n层磁场，但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界，请简要推理说明之.XXXXXXXXXXXXXX0..0XXXXXXXXXXXXXXdHSn云XXXXXXX疝JXXXXXXX参

7、考答案与解析l.D2.C【解析】当粒子在磁场中运动半个圆周时，打到圆形磁场的位置最远。则当粒子射入的速度为岭，如图，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为=7?cos60°=-7?；同理，若粒2子射入的速度为儿，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为=7?cos30°=—7?;根~2IIIVI—据r-00v,则v2Vj=7；：l]=A/3：1,故选Cc【名师点睛】此题是带电粒子在冇界磁场中的运动问题；解题时关键是要画出粒子运动的轨迹草图，知道能打到最远处的粒子运动的弧长是半圆周，结合几何关系即可求解。3.A4.D

8、5.A6.AD7.(1)v2=2(2)sinen=BqEd_2_mEdm2Bqnqd2mE（3）若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出，则sin0n=l/在其他条件不变的情况下,换用比荷更大的粒子，设其比荷为上：假设能穿出第n层磁场右侧m边界，粒子穿出时速度方向与水平方向的夹角为时，由于A>—mm则导致SinO/>l,说明时不存在，即原假设不成立•所以比荷较该粒子大的粒子不能穿出该层磁场右侧边界.