江苏省徐州市届高考物理二轮复习专题6磁场带电粒子在磁场及复合场中的运动导学案无答案文档格式.docx

1、A.只改变粒子的带电性质，粒子在磁场中运动时间不变B.只改变粒子进入磁场时速度的方向，粒子仍从 D 点射出磁场 C.只改变粒子进入磁场时速度的方向，粒子出磁场时速度方向不变 D.只增大粒子进入磁场时速度的大小，粒子在磁场中运动时间变长4. （多选）如图所示，含有、 的带电粒子束从小孔 O1 处射入速度选择器，沿直线 O1O2 运动的粒子在小孔 O2 处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在 P1、P2两点。则 （ ）2A.打在 P1 点的粒子是4HeB.打在 P2 点的粒子是和C.O2P2 的长度是 O2P1 长度的 2 倍D.粒子在偏转磁场中运动的时间都相等5.如图所示为一环形磁约束装置的原理图，

2、圆心为原点 O、半径为 R0 的圆形区域 内有方向垂直 xOy 平面向里的匀强磁场。一束质量为 m、电荷量为 q、动能为 E0 的带正电粒子从坐标为（0、R0）的 A 点沿 y 负方向射入磁场区域，粒子全部经过 x 轴上的 P 点，方向沿 x 轴正方向。当在环形区域加上方向垂直于 xOy 平面的匀 强磁场时，上述粒子仍从 A 点沿 y 轴负方向射入区域，粒子经过区域后从 Q 点 第 2 次射入区域，已知 OQ 与 x 轴正方向成 60。不计重力和粒子间的相互作用。 求：（1）区域中磁感应强度 B1 的大小；（2）若要使所有的粒子均约束在区域内，则环形区域中 B2 的大小、方向及环形半 径 R

3、至少为多大；（3）粒子从 A 点沿 y 轴负方向射入后至再次以相同的速度经过 A 点的运动周期。6.如图所示，在以 O 为圆心的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应 强度为 B0.2 T。AO、CO 为圆的两条半径，夹角为 120一个质量为 m3.21026 kg电荷量 q1.61019 C 的粒子经电场加速后，从图中 A 点沿 AO 进、入磁 场，最后以 v1.0105 m/s 的速度从 C 点离开磁场。不计粒子的重力。求：（1）加速电场的电压； （2）粒子在磁场中运动的时间； （3）圆形有界磁场区域的半径。7.在竖直面内建立直角坐标系，曲线y 位于第一象限的部分如图7 所示，在曲线

4、上不同点以初速度 v0 向 x 轴负方向水平抛出质量为 m，带电荷量为q 的小球，小球下落过程中都会通过坐标原点，之后进入第三象限的匀强电场和匀强磁场区域，磁感应强度为 BT，方向垂直纸面向里，小球恰好做匀速圆周运动，并在做圆周运动的过程中都能打到 y 轴负半轴上（已知重力加速度 g10 m/s2， 102C/kg）。（1）第三象限的电场强度大小及方向；（2）沿水平方向抛出的初速度 v0；（3）为了使所有的小球都能打到 y 轴的负半轴，所加磁场区域的最小面积。8.如图所示，两竖直金属板间电压为 U1，两水平金属板的间距为 d。竖直金属板 a 上有一质量为 m、电荷量为 q 的微粒（重力不计）从

5、静止经电场加速后，从另一竖 直金属板上的小孔水平进入两水平金属板间并继续沿直线运动。水平金属板内的 匀强磁场及其右侧宽度一定、高度足够高的匀强磁场方向都垂直纸面向里，磁感 应强度大小均为 B，求：（1）微粒刚进入水平金属板间时的速度大小 v0；（2）两水平金属板间的电压；（3）为使微粒不从磁场右边界射出，右侧磁场的最小宽度 D。9.如图所示，在 xOy 平面坐标系中，x 轴上方存在电场强度 E1000 V/m、方向 沿 y 轴负方向的匀强电场；在 x 轴及与 x 轴平行的虚线 PQ 之间存在着磁感应强 度为 B2 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场宽度为 d。一个质量 m2108 kg、带电

6、量 q1.0105 C 的粒子从 y 轴上（0，0.04）的位置以某一初速度 v0沿 x 轴正方向射入匀强电场，不计粒子的重力。（1）若 v0200 m/s，求粒子第一次进入磁场时速度 v 的大小和方向； （2）要使以大小不同初速度射入电场的粒子都能经磁场返回，求磁场的最小宽度 d; （3）要使粒子能够经过 x 轴上 100 m 处，求粒子入射的初速度 v0。10.如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒 a、b、c 电荷量相等，质量 分别为 ma、mb、mc，已知在该区域内，a 在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸面内

7、向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是（ ）A.mambmc B.mbmamcC.mcmamb D.mcmbma11.如下图为类似于洛伦兹力演示仪的结构简图，励磁线圈通入电流 I，可以产生 方向垂直于线圈平面的匀强磁场，其磁感应强度 BkI（k0.01 T/A），匀强磁场 内部有半径 R0.2 m 的球形玻璃泡，在玻璃泡底部有一个可以升降的粒子枪，可发射比荷108 C/kg 的带正电的粒子束。粒子加速前速度视为零，经过电压U（U 可调节，且加速间距很小）加速后，沿水平方向从玻璃泡圆心的正下方垂直磁场方向射入，粒子束距离玻璃泡底部边缘的高度 h0.04 m，不计粒子

8、间的相互 作用与粒子重力。则：（1）当加速电压 U200 V、励磁线圈电流强度 I1 A（方向如图）时，求带电粒子在 磁场中运动的轨道半径 r；（2）若仍保持励磁线圈中电流强度 I1 A（方向如图），为了防止粒子打到玻璃泡上， 加速电压 U 应该满足什么条件；（3）调节加速电压 U，保持励磁线圈中电流强度 I1 A，方向与图中电流方向相反。 忽略粒子束宽度，粒子恰好垂直打到玻璃泡的边缘上，并以原速率反弹（碰撞时间不计），且刚好回到发射点，则当高度 h 为多大时，粒子回到发射点的时间间隔最短，并求出这个最短时间。12.回旋加速器的工作原理如图甲所示，置于真空中的 D 形金属盒半径为 R，两盒 间

9、狭缝的间距为 d，磁感应强度为 B 的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量 为 m，电荷量为q，加在狭缝间的交流电压如图乙所示，电压值的大小为 U0，周期 T2m 。一束该种粒子在 t0T 时间内从 A 处均匀地飘入狭缝，其初速度qB 2视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。（1）出射粒子的动能 Em； （2）粒子从飘入狭缝至动能达到 Em 所需的总时间 t0； （3）要使飘入狭缝的粒子中有超过 99%能射出，d 应满足的条件13.一台质谱仪的工作原理如所示，电荷量均为q、质量不同的离子飘入电压为 U0 的加速电场，其初速度几

10、乎为零。这些离子经加速后通过狭缝 O 沿着与磁 场垂直的方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场，最后打在底片上。已知放置底片区的区域 MNL，且 OML。某次测量发现 MN 中左侧 域 MQ 损坏，检测不到离子，但右侧区域 QN 仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后，原本打在MQ 的离子即可在 QN 检测到。（1）求原本打在 MN 中点 P 的离子质量 m；（2）为使原本打在 P 的离子能打在 QN 区域，求加速电压 U 的调节范围； （3）为了在 QN 区域将原本打在 MQ 区域的所有离子检测完整，求需要调节 U 的最 少次数。（取 lg 20.301，lg 30.477，lg 50.69

11、9）14.如图甲，平面直角坐标系中，0xl、0y2l 的矩形区域中存在一个如图乙所 示的交变磁场（B0 和 T0 未知），磁场方向向里为正。一个比荷为 c 的带正电的粒子 从原点 O 以初速度 v0 沿x 方向入射，不计粒子重力。（1）若粒（1）若粒子从时刻入射，在的某时刻从点射出磁场，求的大小；（2）若，且粒子从的任一时刻入射时，离子离开磁场的位置都不在 y 轴上，求 T0 的取值范围；（3）若在 xl 的区域施加一个沿x 方向的匀强电场，粒子在 t0 时刻入射，将在 T0 时刻沿x 方向进入电场，并最终从（0，2l）沿x 方向离开磁场，求电场强度的大小以及粒子在电场中运动的路程。15.如图

12、甲所示，在直角坐标系中的 0xL 区域内有垂直纸面向里的匀强磁场， 以点（3L，0）为圆心、半径为 L 的圆形区域，与 x 轴的交点分别为 M、N，在 xOy 平面内，从电离室产生的质量为 m，带电荷量为 e 的电子以几乎为零的初速度飘 入电势差为 U 的加速电场中，加速后经过左侧极板上的小孔沿 x 轴正向由 y 轴上 的 P 点进入到磁场，飞出磁场后从 M 点进入圆形区域，速度方向与 x 轴夹角为30，此时在圆形区域加如图乙所示的周期性变化的磁场，以垂直于纸面向外为磁 场正方向，电子运动一段时间后从 N 点飞出，速度方向与 M 点进入磁场时的速度 方向相同。（1）电子刚进入磁场区域时的 yP

13、 坐标；（2）0xL 区域内匀强磁场磁感应强度 B 的大小；（3）写出圆形磁场区域磁感应强度 B0 的大小、磁场变化周期 T 各应满足的表达式。16.如图所示，A1、A2 为两块面积很大、相互平行的金属板，两板间距离为 d，以A1 板的中点为坐标原点，水平向右和竖直向下分别建立 x 轴和 y 轴，在坐标为（0，d）的 P 处有一粒子源，可在坐标平面内向各个方向不断发射同种带电粒子这 些带电粒子的速度大小均为 v0 ，质量为 m，带电荷量为q，重力忽略不计，不考虑粒子打到板上的反弹，且忽略带电粒子对金属板上电荷分布的影响。（1）若只在 A1、A2 板间加上恒定电压 U0，且 A1 板电势低于 A2 板，求粒子打到 A1板上的速度大小；（2）若只在 A1、A2 板间加上一方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为 B，且 B2mv ，求 A1 板上有粒子打到的