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高考物理知识点总结《粒子在有界磁场中运动》考点强化练习(2017年押题版)(六)
2017-09-23 23:09:14
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
参考答案:D
本题解析:带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由几何关系可求出圆心角和半径,则可求得粒子转过的弧长,由线速度的定义可求得运动的时间. 由图可知,粒子转过的圆心角为60°, ,转过的弧长为 ; 则运动所用时间 ;故D正确; 考点:带电粒子在匀强磁场中的运动.本题很多同学只想到了用周期来求时间,其实用线速度的定义来求时间也是一个不错的选择.
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,在xoy平面y>O的区域内有沿y轴负方向的匀强电场,在y<O的区域内有垂直于xoy平面向里的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q的带电粒子从坐标为(2l,l)的P点以初速度v0沿x轴负方向开始运动,恰能从坐标原点O进入磁场..不计带电粒子重力.
 (1)求匀强电场场强的大小 (2)若带电粒子每隔相同的时间以相同的速度通过O点,则磁感应强度大小B1为多少? (3)若带电粒子离开P点后只能通过O点两次,则磁感应强度大小B2为多少?
参考答案:(1) (2) (3) (n=0,1,2,3….)
本题解析:(1)带电粒子在电场中做类平
本题难度:困难
3、选择题 在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子,当磁感应强度突然增大为2B时,这个带电粒子( ) A.速率加倍,周期减半 B.速率不变,轨道半径减半 C.速率不变,周期加倍 D.速率减半,轨道半径不变
参考答案: 洛伦兹力只改变带电粒子的速度方向,不改变速度大小;由公式T=2πmqB可知,当磁感应强度变为原来的2倍,周期将减半; 由公式R=mvqB可知,当磁感应强度变为原来的2倍,轨道半径将减半.从而可判断选项B正确,选项A、C、D错误. 故选:B.
本题解析:
本题难度:简单
4、简答题 两个圆形区域内存在着匀强磁场,这两个圆的半径都是r,圆心都在y轴上,两圆相切,切点恰是原点O.两圆内磁场的磁感强度大小相同,但方向相反,上面的沿-z方向,下面的沿+z方向,如图所示.在坐标原点O处有一个放射源,放射出质量为m、电量为-q的带电粒子(重力不计),如果所有粒子都在xOy平面内,初速度大小都是v0,并且向各个方向的发射是均匀的.不计各粒子在运动过程中的相互作用.
 (1)调整磁场磁感强度的大小,可以使得所有的粒子(除了沿-x方向运动的极少数粒子以外,下同),经过磁场的偏转后速度方向都互相平行,求这时的磁感强度B的值. (2)在满足上述条件的情况下,在x轴右方较远处与y轴平行的屏上接收到的粒子都位于与y轴平行的一条线段上,其中y=o到y=a间的区域内的粒子数是全部粒子数的1/6,求a的值. ?
参考答案:(1) ?(2)a=r/2
本题解析:
 (1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,半径R=mv0/Bq只有在R=r时,才能保证所有粒子经磁场偏转后都沿+x方向运动,即 ,解出 (2)由于粒子均匀发射,在第一象限内与x轴成π/3角范围内的粒子数是全部粒子数的1/6.发射角是π/3的粒子偏转情况如图所示.其中O’该粒子偏转轨道的圆心,OO’=O’a’=r. 由于粒子离开磁场后速度与x轴平行,因此O’a’与y轴平行 a=x’a’=r(1-cosπ/3)=r/2
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,匀强磁场B1垂直水平光滑金属导轨平面向下,垂直导轨放置的导体棒ab在平行于导轨的外力作用下从静止开始运动,通过互感,使电压表示数U保持不变。定值电阻的阻值为R,变阻器 的最大阻值为 。在电场作用下,带正电粒子源从O1由静止开始经O2小孔垂直AC边射入第二个匀强磁场区,该磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,其下边界AD与AC的夹角 。设带电粒子的电荷量为q、质量为m,A端离小孔 的高度为高度 ,请注意两线圈绕法,不计粒子重力,已知 ; 。
 求:(1)为满足要求,试判断金属棒应在外力作用下做何种运动? (2)调节变阻器 的滑动头,使接入电阻 为多大时,粒子刚好不会打在AD板上? (3)调节 的滑动头,从题(2)中的位置缓慢移动到接入电阻为 处 ,求源源不断的粒子打在AD边界上的落点间的最大距离 (用 表示)。
参考答案:(1)向左做匀加速直线运动(2) (3)
本题解析:(1)要满足要求,金属棒应在外力作用下向左做匀加速直线运动 (2)如图所示,粒子进入B磁场的速度为 ,刚好不打在AD板上,圆轨迹半径 ,
 则 ①
② 根据几何关系:
④ 代入数据,联立①②③④得: (3)如图, 当滑片移到接入电阻为 处时,设带电粒子进入磁场时的速度为 ,圆轨迹半径为 则

⑤ 1分 在磁场中: ⑥ 1分 联立④⑤⑥得: ∴落地点间最大距离: 1分 考点:考查了带电粒子在有界磁场中的运动
本题难度:困难
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