高考物理知识点总结《粒子在有界磁场中运动》高频试题巩固(2019年最新版)(三)

时间:2019-12-13 02:34:38

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1、填空题  (B)一个α粒子从左向右飞入如图所示的匀强磁场后,将向______偏转,在磁场中运动的过程中,洛仑兹力对α粒子______.(选填“做功”或“不做功”)91考试网


参考答案:α粒子带正电,进入磁场后受到洛伦兹力作用而发生偏转,根据左手定则判断得知,洛伦兹力方向向上,所以α粒子向上偏转.
由于洛伦兹方向总与粒子速度方向垂直,对粒子不做功.
故答案为:上,不做功


本题解析:


本题难度:简单



2、选择题  如图,两个初速度大小相同的同种离子a和b,从O点沿垂直磁场方向进人匀强磁场,最后打到屏P上.不计重力.下列说法正确的有(  )
A.a、b均带正电
B.a在磁场中飞行的时间比b的短
C.a在磁场中飞行的路程比b的短
D.a在P上的落点与O点的距离比b的近
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参考答案:解析:a、b粒子的运动轨迹如图所示:

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粒子a、b都向下由左手定则可知,a、b均带正电,故A正确;
由r=mvqB可知,两粒子半径相等,根据上图中两粒子运动轨迹可知a粒子运动轨迹长度大于b粒子运动轨迹长度,运动时间a在磁场中飞行的时间比b的长,故BC错误;
根据运动轨迹可知,在P上的落点与O点的距离a比b的近,故D正确.
故选AD.


本题解析:


本题难度:一般



3、计算题  如图所示,条形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场,磁感应强度B的大小均为0.3T,AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,它们相互平行,条形区域的长度足够长,磁场宽度及BB′、CC′之间的距离d=1m。一束带正电的某种粒子从AA′上的O点以沿与AA′成60°角、大小不同的速度射入磁场,当粒子的速度小于某一值v0时,粒子在区域Ⅰ内的运动时间t0=4×10-6s;当粒子速度为v1时,刚好垂直边界BB′射出区域Ⅰ。取π≈3,不计粒子所受重力。 求:
(1)粒子的比荷
(2)速度v0和v1的大小;
(3)速度为v1的粒子从O到DD′所用的时间。


参考答案:解:(1)若粒子的速度小于某一值v0时,则粒子不能从BB′离开区域Ⅰ,只能从AA′边离开区域Ⅰ,无论粒子速度大小,在区域Ⅰ中运动的时间相同,轨迹如图所示(图中只画了一个粒子的轨迹)

粒子在区域Ⅰ内做圆周运动的圆心角为=240°,运动时间

解得C/kg或C/kg
(2)当粒子速度为v0时,粒子在区域I内的运动轨迹刚好与BB′边界相切,此时有R0+R0sin=d

m/s
当粒子速度为v1时,刚好垂直边界BB′射出区域Ⅰ,此时轨迹所对圆心角φ2=30°,有R1sinφ2=d

得v1=2×106m/s
(3)区域I、Ⅱ宽度相同,则粒子在区域I、Ⅱ中运动时间均为
穿过中间无磁场区域的时间为×10-7 s
则粒子从O1到DD′所用的时间t=+t1=1.5×10-6 s


本题解析:


本题难度:困难



4、选择题  如图所示,长方形abcd的长ad=0.6 m,宽ab=0.3 m,O、e分别是ad、bc的中点,以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场),磁感应强度B=0.25 T。一群不计重力、质量m=3×10-7 kg、电荷量q=+2×10-3 C的带电粒子以速度v=5×102 m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域

[? ]
A.从Od边射入的粒子,出射点全部分布在Oa边
B.从aO边射入的粒子,出射点全部分布在ab边
C.从Od边射入的粒子,出射点分布在Oa这和ab边
D.从aO边射入的粒子,出射点分布在ab边和be边


参考答案:D


本题解析:


本题难度:一般



5、选择题  一个不计重力的带正电荷的粒子,沿图中箭头所示方向进入磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则粒子的运动轨迹(  )
A.一定为圆弧a
B.一定为直线b
C.一定为圆弧c
D.a、b、c都不可能
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参考答案:A


本题解析:


本题难度:一般




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