《导与练2015年高考物理（浙江专用）一轮课后巩固训练 8.3带电粒子在磁场中运动的特例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《导与练2015年高考物理（浙江专用）一轮课后巩固训练 8.3带电粒子在磁场中运动的特例（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 带电粒子在磁场中运动的特例(临界、极值及多解问题)【测控导航】知识点 、5、6、值问题 1、4、7、8、9、一、单项选择题1.(2013 四川泸州一模)如图所示,长方形 长 .6 m,宽.3 m,O、e 分别是 ad、中点,以 e 为圆心 半径的 圆14弧和以 O 为圆心 半径的 圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的14匀强磁场(边界上无磁场)磁感应强度 B=量m=310-7 荷量 q=210 的带正电粒子以速度 v=5102 m/s 沿垂直 向且垂直于磁场方向射入磁场区域,则下列判断正确的是(D)d 边射入的粒子,出射点全部分布在 光世昌老师高中物理精品资
2、源免费下载地址 ,出射点全部分布在 d 边射入的粒子,出射点分布在 D.从 射入的粒子,出射点全部通过 b 点解析:带正电粒子做匀速圆周运动的半径 r= =0.3 m,从 射入的粒子,轨迹都与 切,出射点都平行 b 点,故选项 A、C 错误;从 入的粒子,由于圆的半径与磁场半径相同,通过做垂线找圆心,发现圆的半径与磁场半径组成菱形,带正电粒子经过 b 点射出磁场,故选项 B 错误,D 方向随时间做周期性变化,磁感应强度 B 随时间 t 0 时,q=510 、质量 m=510带电粒子,位于点 O 处,在 t=0 时以初速度 m/s (N 为整数)周期的时间内带电粒子的平均速度的大小等于(C)A.
3、 m/s B. m/s C.2 m/s D.2 m/s2解析:带电粒子在磁场中的运动半径为 r= =m,周期为0光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ,作出粒子的轨迹示意图如图所示,所以在磁场变化 个(N 为整数)周期的时间内,由平均速度的定义式 = = 42= m/s=2 m/s,即选项 C v 从 P 处沿 向进入长为 d、宽为h 的匀强磁场区域,从 N 点射出,如图所示,若电子质量为 m,电荷量为e,磁感应强度为 B,则(C)A.h= P 点和 N 点作速度的垂线,两垂线的交点即为电子在磁场中做匀速圆周运动时 的圆心 O,由勾股定理可得(2+2,整理知 d=,而 R= ,故 d= ,所
4、以选项 A 2 22界磁场中做匀速圆周运动,得 t= ,故选项 B 错误,选项 C 于洛伦兹力方向和粒子运动的速度方向总垂直,对粒子永远也不做功,故光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2013 安徽省安师大附中一模)如图所示,在 x 轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B.在 面内,从原点 O 处沿与 x 轴正方向成 角(00,y0 的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于 面向里,大小为 x 轴上的 P 点以不同初速度平行于 y 轴射入此磁场,光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ,不计重力影响,则(向射出的粒子解析:显然图中四条圆弧中对应的半径最大,由半径公式
5、 r= 可知,质量和电荷量相同的带电粒子在同一个磁场中做匀速圆周运动的速度越大,半径越大,A 对 B 错;根据周期公式 T= 知,当圆弧对应的圆心2角为 时,带电粒子在磁场中运动的时间为 t= ,圆心角越大则运动时间越长,圆心均在 x 轴上,由半径大小关系可知的圆心角为 ,且最大,故在磁场中运动时间最长的是沿方向射出的粒子,D 对 C 等腰三角形 域内有垂直纸面向外的匀强磁场,d是 任意一点,e 是 a 点以相同方向进入磁场,由于速度大小不同,粒子从 c 点离开的粒子在三角形 场区域内经过的弧长和运动时间,与从 d 点和 e 点离开的粒子相比较(光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ,随着速
6、度的增大,其半径 r= 增大,粒子依次从 上、c 点、射出,由图可知,选项 A 正确;粒子运动的周期 T=相同,与速度大小无关,由图知, 1= 2 3,运动时间 t,选2项 d=2 有界匀强磁场的纵向范围足够大, r 均为 5 计粒子的重力,则(4 cmy4 y8 有粒子射出光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 y8 有粒子射出解析:作出如图所示的示意图,由几何关系可得:右边界临界点距 x 轴的间距 y= =4 边界临界点距 x 轴的间距 y=2y=8 2()2三、充满磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形区域的左边界 为 L,现从 点 O 垂直于磁场射入一速度方向与 夹角为 3
7、0、大小为 q,质量为 m(重力不计):(1)若要求粒子能从 射出磁场,v 0应满足什么条件?(2)若要求粒子在磁场中运动的时间最长,粒子应从哪一条边界处射出,出射点位于该边界上何处?最长时间是多少?解析:(1)当粒子轨迹恰好与 相切时,是粒子能从 射出磁场区域时轨迹圆半径最大的情况,设此半径为 图(甲)1 =2光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ,设此半径为 图(乙)所示则有:R 2得:R 2=2 3故粒子从 射出的条件为 R 1即 RL 3根据 m ,得 所以 .02 3 (2)因为 t= T= 2 所以粒子运动所经过的圆心角越大,粒子在磁场中运动时间越长,从(1)中图可以看出,如果粒
8、子从 射出,则圆心角最大为 60,若粒子从 射出,则圆心角最大为 240,粒子从 射出,圆心角最大为 360300,由于磁场无右边界,子应从 射出,如(1)中图(乙)所示,从图中可以看出,P 点是离 O 距离最大的出射点 ,即出3射点到 O 的距离不超过3最长时间为 T= = .2 1253253答案:见解析解答有界磁场的临界问题时,画图分析是关键,要充分考虑各种可能性,(2013 宁波市期末)如图所示,在矩形区域内有垂直于纸平面向光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ,磁感应强度大小为 B=0形区域长为 m,宽235为 0.2 m,在 中点 O 处有一放射源,某时刻,放射源沿纸面向磁场中各
9、方向均匀地辐射出速率均为 v=2106 m/s 的某种带正电粒子,带电粒子质量 m=q=0计粒子重力),求:(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为多大?(2)从 界射出的粒子中,在磁场中运动的最短时间为多少?(3)若放射源向磁场内共辐射出了 N 个粒子,从 界射出的粒子有多少个?解析:(1)m ,解得:R= =0.2 m.2 (2)因为所有粒子的轨迹半径相同,所以弦最短的圆弧所对应圆心角最小,OO O=0.2 m,且 R=0.2 m,所以对应的圆心角为 =/)2,所以 T= 2最短时间为 t= = ,3光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 103(3)判断从 O 点哪些方向射入磁场的粒子将会从 射出,子将从 D D= m,且 R=0.2 m,35所以D=2/D 夹角为 /C 边相切时,因为 .2 m,且 R=0.2 m,所以圆心 D D,所以带电粒子不可能通过 C C 边相切的即为从 D 向上,与 间
