《适用于新高考新教材浙江专版2025届高考物理一轮总复习第10单元磁场素养练16“动态圆磁聚焦磁发散”问题探究科学思维课件新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《适用于新高考新教材浙江专版2025届高考物理一轮总复习第10单元磁场素养练16“动态圆磁聚焦磁发散”问题探究科学思维课件新人教版（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、素养练16“动态圆、磁聚焦、磁发散”问题探究(科学思维)1234567891.(2023浙江嘉兴模拟)如图所示,宽为d的混合粒子束由速率为3v、4v、5v的三种带正电的粒子组成。所有粒子的电荷量均为q、质量均为m,当三种速率的粒子水平向右进入匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。在入口处,紧靠粒子束的下边缘竖直放置一个长度为2d的薄吞噬板MN,忽略粒子重力及粒子间相互作用,若使这些粒子都能打到吞噬板MN上,则磁感应强度大小的取值范围是()C1234567891234567892.(多选)如图所示,平行线MN、PQ间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,MN、PQ间的距离为L,在MN上的
2、a点有一粒子源,可以沿垂直于磁场的各个方向射入质量为m、电荷量为q的带负电的粒子,且这些粒子的速度大小相等。这些粒子经磁场偏转后,穿过PQ边界线的最低点为b点。已知c是PQ上的一点,ac垂直于PQ,c、b间的距离为 L,则下列说法正确的是()C.粒子能从PQ边射出的区域长为LD.沿斜向下与MN夹角为30方向射入的粒子恰好从c点射出磁场BC1234567891234567893.一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示,为半圆,ac、bd与直径ab共线,ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q(q0)的粒子,在纸面内从c点垂直于ac射入磁场,这些粒子具
3、有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子,其运动时间为()C1234567891234567894.(多选)如图所示,在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(重力不计)从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域,若该三角形的两直角边长均为2l,则下列关于粒子运动的说法正确的是()A.若该粒子的入射速度为v=,则粒子一定从CD边射出磁场,且距点C的距离为lB.若要使粒子从CD边射出,则该粒子从O点入射的最大速度应为ABD 123456789的轨迹半径越大,速度就越大,由几何关系可知,当粒子在
4、磁场中的运动轨迹与三角形的AD边相切时,能从CD边射出的轨迹半径最大,此时粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径r=(+1)l,故其最大速度1234567895.(多选)如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点,一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场。现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30角的方向,以大小不同的速率射入正方形内,那么下列说法正确的是()A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是 t0,则它一定从cd边射出磁场B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是 t0,则它一定从ad边射出
5、磁场C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是 t0,则它一定从bc边射出磁场D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从ab边射出磁场AC123456789解析如图所示,作出刚好从ab边射出的轨迹、刚好从bc边射出的轨迹、从cd边射出的轨迹和刚好从ad边射出的轨迹。由从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场可知,带电粒子在磁场中做1234567896.(多选)如图所示,在、两个区域内存在磁感应强度大小均为B的匀强磁场,磁场方向分别垂直于纸面向外和向里,AD、AC边界的夹角DAC=30,边界AC与边界MN平行,区域宽度为d。质量为m、电荷量为+q的粒子可在
6、边界AD上的不同点射入,入射速度垂直AD且垂直磁场,若入射速度大小为 ,不计粒子重力,则()CD123456789解析带电粒子在磁场中的运动半径 ,选项A错误;设从某处E进入磁场的粒子,其轨迹恰好与AC相切(如图所示),则E点与A点的距离为lAO-Leo=2d-d=d,粒子在距A点0.5d处射入,会进入区域,选项B错误;粒子在距A点1.5d处射入,不会进入区域,在区域内的轨迹为半圆,运动的时间为 ,选项C正确;进入区域的粒子,弦长最短时的运动时间最短,且最短弦长为d,与半径相同,故对应圆心角为60,最短时间为 ,选项D正确。1234567897.如图所示,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的
7、匀强磁场,P为磁场边界上的一点,大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同的方向射入磁场,若粒子入射速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子入射速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用,则v2v1为()C123456789解析作图分析可知,当粒子在磁场中运动半个圆周时,打到圆形磁场边界的位置距P点最远,则粒子射入的速率为v1,轨迹如图甲所示,设圆形磁场半径为R,由几何知识可知,粒子运动的轨迹半径为r1=Rcos 60=R;1234567898.磁聚焦法测量比荷原理图如图所示。在阴极K和阳极A之间加电压,电子由阳极A中心
8、处的小孔P射出。小孔P与荧光屏中心O点连线为整个装置的中轴线。在极板很短的电容器C上加很小的交变电场,使不同时刻通过这里的电子发生不同程度的偏转,可认为所有电子从同一点发散。在电容器C和荧光屏S之间加一平行PO的匀强磁场,经过一段时间再次汇聚在一点。调节磁感应强度B的大小,可使电子流刚好再次汇聚在荧光屏的O点。已知K、A之间的加速电压为U,C与S之间磁场的磁感应强度为B,发散点到O点的距离为l。下列说法正确的是()A.电子通过电容器后速度方向相同B.从右侧往左侧看,电子做圆周运动的半径相同C.所有电子从发散到再次汇聚所用的时间相同C123456789解析在极板很短的电容器C上加很小的交变电场,
9、使不同时刻通过这里的电子发生不同程度的偏转,故电子通过电容器后速度方向不同,A错误;由题意可知,电子经交变电场后获得垂直于PO方向的速度,同时电子发生不同程度的偏转,故经交变电场后在垂直PO方向上的速度不同,此时由洛伦兹力提供向心力 ,故从右侧往左侧看,电子做圆周运动的半径不同,B错误;在PO方向上电子做匀速运动,速度大小相同,故所有电子从发散到再次汇聚所用的时间相同,C正确;从发散点到再次汇聚点,两个方向的分运动时间相等,由1234567899.如图所示,xOy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场,一个质量为m、电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向开始运动,当它经过图中虚线上的M(2 a,a)点时,撤去电场,粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域(图中未画出),又从虚线上的某一位置N处沿y轴负方向运动并再次经过M点,已知磁场方向垂直xOy平面(纸面)向里,磁感应强度大小为B,不计粒子的重力。试求:(1)电场强度的大小;(2)N点的坐标;(3)矩形磁场的最小面积。123456789解析粒子的运动过程示意图如图所示。123456789123456789
