高考物理100考点最新模拟题（磁场）精选试题 专题04 带电粒子在圆形边界磁场中的运动解析版 含解析.doc

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1、100考点最新模拟题(磁场)精选训练4第九部分磁场四．带电粒子在圆形边界磁场中的运动一．选择题MOR1．(2016安徽江南十校联考)如图，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.下列说法正确的是A．粒子从M点进入磁场时的速率为B．粒子从M点进入磁场时的速率为C．若将磁感应强度的大小增加到，则粒子射出边界的圆弧长

2、度变为原来D．若将磁感应强度的大小增加到，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来【参考答案】BD2.如图所示，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(q＞0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)(　　)A.　　B.　　C.　　D.【参考答案】　B【名师解析】如图所示，粒子做圆周运动的圆心O2必在过入射点垂直于入射速度方向的直线EF上，由于粒子射入

3、、射出磁场时运动方向间的夹角为60°，故圆弧ENM对应圆心角为60°，所以△EMO2为等边三角形.由于O1D＝，所以∠EO1D＝60°，△O1ME为等边三角形，所以可得到粒子做圆周运动的半径EO2＝O1E＝R，由qvB＝，得v＝，B正确.3.两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示.若不计粒子的重力，则下列说法正确的是(　　)A.a粒子带正电，b粒子带负电B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C.b粒子的动能较大D.b粒子在磁场中运动时间较长【参

4、考答案】　C【名师解析】　由左手定则可知，a粒子带负电，b粒子带正电，A错误；由qvB＝m得r＝，故运动的轨迹半径越大，对应的速率越大，所以b粒子的速率较大，在磁场中所受洛伦兹力较大，B错误；由Ek＝mv2可得b粒子的动能较大，C正确；由T＝知两者的周期相同，b粒子运动的轨迹对应的圆心角小于a粒子运动的轨迹对应的圆心角，所以b粒子在磁场中运动时间较短，D错误.4.如图所示，一重力不计的带电粒子以一定的速率从a点对准圆心射入一圆形匀强磁场，恰好从b点射出.增大粒子射入磁场的速率，下列判断正确的是(　　)A.该粒子带正电B.

5、该粒子带负电C.粒子从ab间射出D.粒子从bc间射出【参考答案】BD　5.如图所示，空间存在一个半径为R0的圆形匀强磁场区域，磁场的方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小为B．有一个粒子源在纸面内沿各个方向以一定速率发射大量粒子，粒子的质量为m、电荷量为+q．将粒子源置于圆心，则所有粒子刚好都不离开磁场，不考虑粒子之间的相互作用．由此可知（）A.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径一定是R0B．带电粒子在磁场中运动的速率一定是C．带电粒子在磁场中运动的周期一定是D．带电粒子的动能一定是5.【参考答案】BD【名师解析】：根据

6、所有粒子刚好都不离开磁场，可知粒子离开出发点最远的距离为R0，且为轨道半径r的2倍，即R0=2r，解得r=R0/2，选项A错误.由，解得v=，选项B正确.带电粒子在磁场中运动的周期T==，选项C错误.带电粒子的动能Ek=mv2=，选项D正确.6.　如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，C、D是水平线与圆周的交点，且CD＝R，AO是水平半径.甲、乙两粒子从A点以不同速度沿AO方向同时垂直射入匀强磁场中，甲、乙两粒子恰好同时分别击中C、D两点，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则甲、乙两粒子的速度之比为(　

7、　)A.　　B.　　C.　　D.【参考答案】　D二．计算题1.匀强磁场区域由一个半径为R的半圆和一个长为2R、宽为的矩形组成，磁场的方向如图16所示.一束质量为m、电荷量为＋q的粒子(粒子间的相互作用和重力均不计)以速度v从边界AN的中点P垂直于AN和磁场方向射入磁场中.问：图16(1)当磁感应强度为多大时，粒子恰好从A点射出？(2)对应于粒子可能射出的各段磁场边界，磁感应强度应满足什么条件？【名师解析】　(1)由左手定则判定，粒子向左偏转，只能从PA、AC和CD三段边界射出，如图所示.当粒子从A点射出时，运动半径r1＝

8、.由qvB1＝得B1＝2.（19分）（2016石家庄二模）如图所示，以O为圆心、半径为R的圆形区域内存在垂直圆面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一粒子源位于圆周上的M点，可向磁场区域内垂直磁场沿各个方向发射质量为m、电荷量为-q的粒子，不计粒子重力，N为圆周上另一点，半径OM和ON间的夹角θ，且满足tan=0.5.(