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)(九)

时间:2019-12-13 02:34:38

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1、选择题  如图,圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点.有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以同样的速率通过P?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弧上,这段圆弧的弧长是圆周长的.将磁感应强度的大小从原来的B1?变为?B2,结果相应的弧长变为原来的一半,则等于(  )

A.2
B.3
C.
D.
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参考答案:D


本题解析:


本题难度:一般



2、选择题  如图所示,正方形区域abcd中充满匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向,以一定速度射入磁场,正好从ab边中点n射出磁场。若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍,其他条件不变,则这个氢核射出磁场的位置是


[? ]


A.在b、n之间某点
B.在n、a之间某点
C.a点
D.在a、m之间某点


参考答案:C


本题解析:


本题难度:一般



3、选择题  如图所示,在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,ab是圆的直径.一不计重力的带电粒子从a点射入磁场,速度大小为v,当速度方向与ab成30°角时,粒子在磁场中运动的时间最长,且为t;若相同的带电粒子从a点沿ab方向射入磁场,也经时间t飞出磁场,则其速度大小为(  )
A.

3

6
v
B.
1
2
v
C.
2
3
v
D.
3

2
v



参考答案:设圆形区域的半径为R.
带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则有:
qvB=mv2r,得 r=mvqB,r∝v.①
当粒子从b点飞出磁场时,入射速度与出射速度与ab的夹角相等,所以速度的偏转角为60°,轨迹对应的圆心角为60°.
根据几何知识得知:轨迹半径为 r1=2R;②
当粒子从a点沿ab方向射入磁场时,经过磁场的时间也是t,说明轨迹对应的圆心角与第一种情况相等,也是60°.
根据几何知识得,粒子的轨迹半径为 r2=


本题解析:


本题难度:一般



4、简答题  如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里.一带负电的粒子(不计重力)从A点沿y轴正方向以v0速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,最后从P点射出.
(1)求电场强度的大小和方向;
(2)若仅撤去电场,带电粒子仍从A点以相同的速度射入,恰从圆形区域的边界M点射出.已知OM与x轴的夹角为θ=30°,求粒子比荷

q
m

(3)若仅撤去磁场,带电粒子仍从A点射入,恰从圆形区域的边界N点射出(M和N是关于y轴的对称点),求粒子运动初速度的大小.


参考答案:(1)设带电粒子的质量为m,电荷量为q,初速度为v,电场强度为E.可判断出粒子受到的洛伦兹力沿X轴正方向,可知电场强度沿X轴正方向,且有:
qE=qV0B
解得:E=V0B
(2)仅有磁场时,带电粒子做匀速圆周运动,根据几何关系有:
R=rtana
由洛伦兹力充当向心力得:
qV0B=mV20r
解得:qm=


本题解析:


本题难度:一般



5、选择题  如图所示圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场,其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是(    )

A.a粒子速率最大
B.c粒子在磁场中运动的时间最长
C.c粒子速率最大
D.它们做圆周运动的周期


参考答案:C


本题解析:由带电粒子在磁场中的偏转半径公式R=,因为质量m、q、B都相等,所以半径越大的,速度也越大,因为c的半径最大,故它的速度最大,C正确;因为粒子的磁场中做圆周运动的周期为T=,大小是不变的,故D错误;而c粒子在磁场中的偏角最小,故它在磁场中的运动时间最短,B错误。
考点:粒子在磁场中的偏转。


本题难度:一般




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