高考物理母题题源系列专题09带电粒子在磁场中的文档格式.docx

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10－4T，电子质量m＝9.1×

10－31kg，电荷量e＝－1.6×

10－19C，不计电子重力。

电子源发射速度v＝1.6×

106m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则：

A．θ＝90°

时，l＝9.1cmB．θ＝60°

时，l＝9.1cm

C．θ＝45°

时，l＝4.55cmD．θ＝30°

时，l＝4.55cm

【命题意图】本题考查带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时遵循的规律，涉及向心力、洛伦兹力、圆周运动知识，意在考查考生对物理规律的理解能力和综合分析能力。

【考试方向】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题，是高考考查的重点和热点，可能以选择题单独命题，但更多的是结合其他知识以计算题的形式考查。

【得分要点】

1、带电体在磁场中的临界问题的处理基本思路

（1）画轨迹：

即画出运动轨迹，并确定圆心，用几何方法求半径．

（2）找联系：

轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系．

（3）用规律：

即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式．

2、带电粒子在有界磁场中运动的几种常见情形

（1）直线边界（进出磁场具有对称性，如图所示）

（2）平行边界（存在临界条件，如图所示）

（3）圆形边界（沿径向射入必沿径向射出，如图所示）

3、带电粒子在匀强磁场中的运动

找圆心、求半径、确定转过的圆心角的大小是解决这类问题的前提，确定轨道半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础，建立运动时间t和转过的圆心角θ之间的关系是解题的关键．

（1）圆心的确定

①已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心（如图10甲所示，图中P为入射点，M为出射点）．

②已知入射方向、入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心（如图乙所示，P为入射点，M为出射点）．

（2）半径的确定

可利用物理学公式或几何知识（勾股定理、三角函数等）求出半径大小．

（3）运动时间的确定：

电荷在匀强电场和匀强磁场中的运动规律不同．运动电荷穿出有界电场的时间与其入射速度的方向和大小有关，而穿出有界磁场的时间则与电荷在磁场中的运动周期有关．在解题过程中灵活运用运动的合成与分解和几何关系是解题关键；

粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为θ时，其运动时间表示为：

T（或）

【母题1】如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a（0，L）。

一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度的方向与x轴正方向的夹角为60°

。

下列说法正确的是：

A．电子在磁场中运动的半径为L

B．电子在磁场中运动的时间为2πL/3v0

C．磁场的磁感应强度为mv0/eL

D．电子在磁场中做圆周运动的速度不变

考点：

本题考查带电粒子在磁场中的运动。

【母题2】

（多选）如图，MN、PQ是圆O的两条相互垂直的直径，圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，荷质比相等的正、负离子分别从M、N以等大速率射向O．若正离子从P出射，则：

A．负离子会从Q出射

B．负离子也从P出射

C．两离子在磁场中运动时间相等

D．两离子在磁场中运动路程不相等

【母题3】

（多选）如图所示，在x>

0、y>

0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B．现有一质量为m、电量为q的带正电粒子，从在x轴上的某点P沿着与x轴成30°

角的方向射入磁场。

不计重力影响，则下列说法中正确的是：

A．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为

B．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为

C．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为

D．粒子一定不能通过坐标原点

【母题4】如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子（带电粒子重力不计），恰好从e点射出，则：

A．如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d点射出

B．如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从f点射出

C．如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，也将从d点射出

D．只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从e点射出所用时间最短

【母题5】如图所示，等腰直角三角形abc区域中有垂直纸面向里的匀强磁场B，速度为的带电粒子，从a点沿ab方向射入磁场后恰能从c点射出，现将匀强磁场B换成垂直ac边向上的匀强电场E，其它条件不变，结果粒子仍能从c点射出，粒子的重力不计，则下列说法中正确的是：

A．粒子带正电

B．

C．粒子从磁场中离开时的速度方向与从电场中离开时的速度方向不同

D．粒子从磁场中离开时的速度大小与从电场中离开时的速度大小不同

【母题6】如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B1，P为磁场边界上的一点．相同的带正电荷粒子，以相同的速率从P点射入磁场区域，速度方向沿位于纸面内的各个方向．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。

若将磁感应强度的大小变为B2，结果相应的弧长变为圆周长的，不计粒子的重力和粒子间的相互影响，则等于：

A.B.C.D.

【母题7】

（多选）如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，∠A＝60°

，AO＝L.在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为q/m，发射速度大小都为v0，且满足v0＝，发射方向由图中的角度θ表示．对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是：

A．粒子有可能打到A点

B．以θ＝60°

飞入的粒子在磁场中运动时间最短

C．以θ<

30°

飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等

D．在AC边界上只有一半区域有粒子射出

【母题8】

（多选）磁流体发电是一项新兴技术。

如图所示，平行金属板之间有一个很强的匀强磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向以一定速度喷入磁场。

图中虚线框部分相当于发电机。

把两个极板与用电器相连，则：

A．用电器中的电流方向从A到B

B．用电器中的电流方向从B到A

C．若只增强磁场，发电机的电动势增大

D．若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大

【答案】ACD

【母题9】

（多选）如图，为探讨霍尔效应,取一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体,給金属导体加与侧面垂直的匀强磁场B,且通以图示方向的电流I时,用电压表测得导体上、下表面M、N间电压为U.已知自由电子的电荷量为e.下列说法中正确的是：

A.M板比N板电势高

B.导体单位体积内自由电子数越多,电压表的示数越大

C.导体中自由电子定向移动的速度为v=U/Bd

D.导体单位体积内的自由电子数为

【母题10】

（多选）如图是一个医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。

现分别加速氘核（）和氦核（），下列说法中正确的是：

A．它们的最大速度相同

B．它们的最大动能相同

C．两次所接高频电源的频率相同

D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能