高考物理100考点最新模拟题（磁场）精选试题 专题11 磁场临界极值问题解析版 含解析.doc

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1、100考点最新模拟题(磁场)精选训练11第九部分磁场十一．带电粒子在匀强磁场中运动的临界极值问题一．选择题1.　如图1所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S.某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场.已知∠AOC＝60°，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于(T为粒子在磁场中运动的周期)，则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间为(　　)A.　　B.　　C.　　D.【参考答案】　B2.(多

2、选)(2015·四川理综，7)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L＝9.1cm，中点O与S间的距离d＝4.55cm，MN与SO直线的夹角为θ，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B＝2.0×10－4T.电子质量m＝9.1×10－31kg，电量e＝－1.6×10－19C，不计电子重力.电子源发射速度v＝1.6×106m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则(　　)A.θ＝90°时，l＝9.1cmB.θ＝60°时，l＝9.1cmC.θ＝45°时，l＝4.55c

3、mD.θ＝30°时，l＝4.55cm【参考答案】　AD【名师解析】　电子在匀强磁场运动的轨道半径为R＝＝4.55cm＝.电子沿逆时针方向做匀速圆周运动，当θ＝90°时，与板平行发射的粒子恰好打到N点，与板垂直发射的粒子恰好打到M点，如图甲所示，故l＝L＝9.1cm，A正确；当θ＝30°时，竖直向下发射的粒子，恰好打到N点，由几何关系知，另一临界运动轨迹恰好与MN相切于O点，如图乙所示，故粒子只能打在NO范围内，故l＝＝4.55cm，D正确；进而可分析知当θ＝45°或θ＝60°时，粒子打到板上的范围大于ON小于NM，即4.55cm＜l＜9.1cm，故B、C错误.二

4、．计算题1．（15分）（２０１６河南平顶山调研）如图所示，板间距为d、板长为L的两块平行金属板EF、GH水平放置，在紧靠平行板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场，三角形底边BC与GH在同一水平线上，顶点A与EF在同一水平线上.一个质量为m、电量为－q的粒子沿两板中心线以初速度v0水平射入，若在两板之间加某一恒定电压，粒子离开电场后垂直AB边从D点进入磁场，BD＝AB，并垂直AC边射出（不计粒子的重力），求：（1）粒子离开电场时瞬时速度的大小及两极板间电压的大小；（2）三角形区域内磁感应强度；（3）若两板间不加电压，三角形区域内的磁场方向垂直纸面向里，要

5、使粒子进入磁场区域后能从AB边射出，试求所加磁场的磁感应强度最小值.（2）由几何关系得：………………………………………⑥设在磁场中运动半径为，则…………………………⑦又…………………………⑧而…………………⑨以上式子联立得，……………⑩方向：直纸面向外………………………(5分）（3）当粒子刚好与BC边相切时，磁感应强度最小，设粒子的运动半径为，由几何知识知：………………⑾………………………………⑿故,即磁感应强度的最小值⒀（5分）【方法小结】(3)从关键词找突破口：许多临界问题，题干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脱离”等词语对临界状态给以暗

6、示，审题时，一定要抓住这些特定的词语挖掘其隐藏的规律，找出临界条件.2.四个结论(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.(2)当速率v一定时，弧长越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.(3)当速率v变化时，圆心角大的，运动时间长，解题时一般要根据受力情况和运动情况画出运动轨迹的草图，找出圆心，根据几何关系求出半径及圆心角等.(4)在圆形匀强磁场中，当运动轨迹圆半径大于区域圆半径时，则入射点和出射点为磁场直径的两个端点时，轨迹对应的偏转角最大(所有的弦长中直径最长).2．如图所示，半径为R的圆形区域内存在着磁感应强度为

7、B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，一带负电的粒子(不计重力)沿水平方向以速度v正对圆心入射，通过磁场区域后速度方向偏转了60°.(1)求粒子的比荷及粒子在磁场中的运动时间t.(2)如果想使粒子通过磁场区域后速度方向的偏转角度最大，在保持原入射速度的基础上，需将粒子的入射点沿圆弧向上平移的距离d为多少？(2)当粒子的入射点和出射点的连线是磁场圆的直径时，粒子速度偏转的角度最大.由图可知sinθ＝⑦平移距离d＝Rsinθ⑧由①⑦⑧式得d＝R答案　(1)　　(2)R3.如图所示，一带电质点质量为m，电量为q，以平行于x轴的速度v从y轴上的a点射入图中第一象限所示的区域

8、.为了使该质点能从x轴上