高中物理知识点复习《粒子在有界磁场中运动》答题技巧（2018年最新版） - 高考物理题库

高中物理知识点复习《粒子在有界磁场中运动》答题技巧（2018年最新版）(二)

2018-10-13 01:45:04 【大中小】

1、选择题如图所示，一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，不计重力。在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧。粒子在每段圆弧上运动的时间都为t。规定由纸面垂直向外的磁感应强度为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是

[? ]

A、
B、
C、
D、

参考答案：C

本题解析：

本题难度：一般

2、简答题如图，在0≤x≤

a区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B．在t=0时刻，一位于坐标原点的粒子源在xy平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y轴正方向的夹角分布在0～180°范围内．已知沿y轴正方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界上P(

a，a)点离开磁场．求：
（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷；
（2）此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围；
（3）从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间．

参考答案：

（1）初速度与y轴方向平行的粒子在磁场中的运动轨迹如图1中的弧OP所示，其圆心为C．由题给条件可以得出
∠OCP=2π3? ①
此粒子飞出磁场所用的时间为
t0=T3②
式中T为粒子做圆周运动的周期．
设粒子运动速度的大小为v，半径为R，由几何关系可得
R=2

本题解析：

本题难度：一般

3、计算题如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，直径A2A4与A1A3的夹角为60°。一质量为m、带电荷量为＋q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区，最后从A4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t（忽略粒子重力）。求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小B1和B2。

参考答案：，

本题解析：

本题难度：困难

4、选择题如图所示，A板发出的电子（重力不计）经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板M、N间，MN之间有垂直纸面向里的匀强磁场，电子通过磁场后最终打在光屏P上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是（　　）
A．滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升
B．滑动触头向右移动时，其他不变，则电子通过磁场区所用时间不变
C．若磁场的磁感应强度增大，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变
D．若磁场的磁感应强度增大，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度变大

参考答案：A、滑动触头向右移动时，其他不变，则加速的电压增大，根据动能定理知，粒子进入磁场中的速度增大，根据r=mvqB，知粒子做圆周运动的半径增大，则在磁场中的运动轨迹变得平缓，电子打在荧光屏上的位置上升．故A正确．
B、带电粒子在匀强磁场中运动的周期T=2πmqB，与带电粒子的速度无关，速度变大，则半径变大，轨迹变得平缓，则圆心角变小，穿过磁场区所用的时间变小．故B错误．
C、由于洛伦兹力不做功，所以磁感应强度的大小不影响带电粒子运动的速度大小．故C正确，D错误．
故选AC．

本题解析：

本题难度：简单

5、选择题如图所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以不同的速率从O点垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁场后，分别从a、b、c、d四点射出磁场，比较它们在磁场中的运动时间ta、tb、tc、td，其大小关系是（　　）

A．ta<tb<tc<td
B．ta＝tb＝tc＝td
C．ta＝tb<tc<td
D．ta＝tb>tc>td

参考答案：D

本题解析：画出四个电子运动的轨迹如图所示。根据带电粒子在磁场中运动的周期公式可知，周期T与速度无关，所以它们在磁场中运动的周期相同，运动时间取决于圆弧所对的圆心角的大小。由图可知，从a、b两点射出的电子的圆心角最大且都等于2，所对应的时间最长；从d点射出的电子对应的圆心角最小，所对应的时间最短。所以ta＝tb>tc>td，选项D正确。

考点：此题考查点点粒子在磁场中作圆周运动的周期问题。由可知周期T与速度无关；在磁场中运动的时间(轨迹圆弧所对的圆心角)。

本题难度：一般

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