高考物理100考点最新模拟题（磁场）精选试题 专题15 带电粒子在相邻相反方向的磁场中运动解析版 含解析.doc

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1、100考点最新模拟题(磁场)精选训练15第九部分磁场十五．带电粒子在相邻相反磁场中的运动1.(16分)(2016·湖北黄冈质检)如图10所示，在直角坐标系xOy的第一象限中两个相同的直角三角形区域Ⅰ、Ⅱ内分别充满了方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场，已知C点坐标为(l，l)，质量为m，带电荷量为q的正电荷从A(l，l)点以一定的速度平行于y方向垂直进入磁场，并从x轴上的D点(图中未画出)垂直x轴离开磁场，电荷重力不计.(1)求D点的位置坐标及电荷进入磁场区域Ⅰ时的速度大小v；(2)若将区域Ⅱ内的磁场换成沿－x轴方向的匀强电场，该粒子仍从A点以原速度进入

2、磁场区域Ⅰ，并最终仍能垂直x轴离开，求匀强电场的场强E.粒子在磁场中做圆周运动，qvB＝m，速度大小v＝，故v＝.(2)设粒子在电场中的运动时间为t，加速度大小为a，则根据运动的分解可知，在x轴方向：0－vsinθ＝－at，在y轴方向：vtcosθ＝l，其中，qE＝ma，联立解得E＝.答案　(1)(l，0)　　(2)2．（16分）如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场，左侧匀强电场两边界间的电势差为U、场强方向水平向右，其宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感强度大小为B、方向垂直纸面向外；右侧匀强磁场的磁感强度大小为4B、方向垂直纸面向里.一个带正电

3、的粒子(质量m，电量q，不计重力)从电场左边缘a点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到了a点，然后重复上述运动过程.求：(1)粒子进入磁场时的初速度(2)中间磁场区域的宽度d.(3)带电粒子从a点开始运动到第一次回到a点时所用的时间t.【名师解析】（16分）(1)电场中加速，由      解析：…….2分(2)磁场中偏转，由牛顿第二定律得  ……..1分∴     r==……1分可见在两磁场区粒子运动半径:……..1分……..1分  ……………………..1分由几何关系得………………1分3.(14分)(2016·湖南株洲质检)如图8所示，

4、在xOy平面内，在0＜x＜1.5l的范围内充满垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ，在x≥1.5l、y＞0的区域内充满垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ，两磁场的磁感应强度大小都为B.有一质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，从坐标原点O以某一初速度沿与x轴正方向成θ＝30°射入磁场Ⅰ，粒子刚好经过P点进入磁场Ⅱ，后经过x轴上的M点射出磁场Ⅱ.已知P点坐标为(1.5l，l)，不计重力的影响，求：(1)粒子的初速度大小；(2)M点在x轴上的位置.(2)由对称性可知OM＝2×1.5l＝3l答案　(1)　(2)3l4.如图所示，空间某平面内有一条折线是磁场的分界线，在折线的两侧分布着方向相

5、反、与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小都为B.折线的顶角∠A＝90°，P、Q是折线上的两点，AP=AQ=L.现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿PQ方向射出，不计微粒的重力.（1）若P、Q间外加一与磁场方向垂直的匀强电场，能使速度为v0射出的微粒沿PQ直线运动到Q点，则场强为多大？（2）撤去电场，为使微粒从P点射出后，途经折线的顶点A而到达Q点，求初速度v应满足什么条件？（3）求第（2）中微粒从P点到达Q点所用的时间. 【名师解析】⑴由电场力与洛伦兹力平衡得：qE=qv0B得：E=v0B⑵根据运动的对称性，微粒能从P点到达Q点，应满足其中x为每次

6、偏转圆弧对应的弦长，偏转圆弧对应的圆心角为或.设圆弧的半径为R，则有2R2=x2，可得：又联立解得：，n=1、2、3、···5.在一个圆形区域内，两个方向都垂直于纸面向外的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域I、Ⅱ中，直径A2A4与A1A3的夹角为60°，一质量为、带电荷量为的粒子以某一速度从I区的边缘点A2处沿与A2A3成30°角的方向射人磁场，再以垂直A2A4的方向经过圆心D进入Ⅱ区，最后再从A2处射出磁场.已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求I区和Ⅱ区中磁感应强度B1和B2的大小(忽略粒子重力).【名师解析】带电粒子在I区运动轨迹

7、的圆心在A2处，由几何知识和题意可知，轨道半径R1=R，，则R1=mv/qB1，轨迹所对应的圆心角θ1=π/3.则运动时间t1=R1θ1/v=.带电粒子在II区运动轨迹的圆心在OA2的中点，，由几何知识和题意可知，轨道半径R2=R/2，，则R2=mv/qB2，由此可知：B2=2B1.轨迹所对应的圆心角θ2=π.则运动时间t2=R2θ2/v=，由题意可知：t=t1+t2=+联立解得：B1=，B2=.