高中物理专题复习（带电粒子在磁场中的运动）.docx

高三物理专题复习（带电粒子在磁场中的运动）1、一质量为m的小球以初动能Ek0从地面竖直向上抛出，已知上升过程中受到阻力f作用，图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能、重力势能中的某一个与其上升高度之间的关系，（以地面为零势能面，h0表示上升的最大高度，图上坐标数据中的k值为常数且满足0kl）则由图可知，下列结论正确的是（ ）A、分别表示的是动能、重力势能随上升高度变化的图象B、上升过程中阻力大小恒定且f=kmgC、上升高度h=K+1K+2h0时，重力势能和动能相等D、上升高度h=h02时，动能与重力势能之差为kmgh02、如图所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度L9.1cm，中点O与S间的距离d4.55cm，MN与SO直线的夹角为，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2.0104T，电子质量m9.11031kg，电量e1.61019C，不计电子重力。电子源发射速度v1.6106m/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（ ）A90时，L9.1cmB60时，L9.1cmC45时，L4.55cmD30时，L4.55cm3、如图所示，虚线OL与y轴的夹角为=60，在此角范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B一质量为m、电荷量为q（q0）的粒子从左侧平行于x轴射入磁场，入射点为M粒子在磁场中运动的轨道半径为R粒子离开磁场后的运动轨迹与x轴交于P点（图中未画出），且OP=R不计重力求M点到O点的距离和粒子在磁场中运动的时间4、如图所示，在OXY平面（纸面）内有垂直于平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一足够长的挡板MN与X轴成角倾斜放置且通过原点O，放射源A的位置坐标为（0，）。某时刻，放射源A沿纸面向第一象限内的各个方向均匀地辐射同种带正电的粒子，粒子的质量为m，电荷量为q，速率均为，不计粒子间的相互作用，打到挡板的粒子均被接地的挡板吸收。（1） 求在同一时刻，放射源A发出的能够到达挡板的粒子中，最后到达挡板的粒子和最先到达挡板的粒子的时间差；（2） 保持挡板与x轴正方向的夹角 不变，在纸面内沿Y轴负方向将挡板MN平移至某一位置，发现从放射源A发出的所有粒子中总有的粒子能击中挡板，求挡板与Y轴交点的纵坐标。题型归类：BA5、如图所示，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m带电量为+q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域。不计重力，不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中。哪个图是正确的？（ ）DC6、如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率v0垂直匀强磁场射入，入射方向与CD边界间夹角为.已知电子的质量为m，电荷量为e，为使电子能从磁场的另一侧EF射 出，求电子的速率v0至少多大？7、在一空心圆柱面内有一垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B，其横截面如图所示，磁场边界为同心圆，内、外半径分别为r和(2 1)r. 圆心处有一粒子源不断地沿半径方向射出质量为m、电荷量为q的带电粒子，不计粒子重力为使这些粒子不射出磁场外边界，粒子从圆心处射出时速度不能超过（ ）A、 B、 C、 D、8、如图甲所示，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上。在xoy平面内有与y轴平行的匀强电场，在半径为R的圆形区域内加有与xoy平面垂直的匀强磁场。在坐标原点O处放置一带电微粒发射装置，它可以连续不断地发射具有相同质量m、电荷量q（）和初速为的带电粒子。已知重力加速度大小为g。（1）当带电微粒发射装置连续不断地沿y轴正方向发射这种带电微粒时，这些带电微粒将沿圆形磁场区域的水平直径方向离开磁场，并继续沿x轴正方向运动。求电场强度和磁感应强度的大小和方向。（2）调节坐标原点处的带电微粒发射装置，使其在xoy平面内不断地以相同速率v0沿不同方向将这种带电微粒射入第1象限，如图乙所示。现要求这些带电微粒最终都能平行于x轴正方向运动，则在保证匀强电场、匀强磁场的强度及方向不变的条件下，应如何改变匀强磁场的分布区域?并求出符合条件的磁场区域的最小面积。答案： 1BC答案：1、AD 2、解：根据题意，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设运动轨迹交虚线OL于A点，圆心在y轴上的C点，AC与y轴的夹角为；粒子从A点射出后，运动轨迹交x轴的P点，设AP与x轴的夹角为，如图所示。有 （判断出圆心在y轴上得1分） （1分） 周期为 （1分） 过A点作x、y轴的垂线，垂足分别为B、D。由几何知识得 ， ， （2分） 联立得到 （2分） 解得 ，或 （各2分） 设M点到O点的距离为h，有 ， 联立得到 （1分） 解得 （） （2分） （） （2分） 当时，粒子在磁场中运动的时间为 （2分） 当时，粒子在磁场中运动的时间为5、A 6、7、A 8、解：（1）由题目中“带电粒子从坐标原点O处沿y轴正方向进入磁场后，最终沿圆形磁场区域的水平直径离开磁场并继续沿x轴正方向运动”可知，带电微粒所受重力与电场力平衡。设电场强度大小为E，由平衡条件得：1分1分电场方向沿轴正方向带电微粒进入磁场后，做匀速圆周运动，且圆运动半径r=R。设匀强磁场的磁感应强度大小为B。由牛顿第二定律得：1分1分磁场方向垂直于纸面向外1分 （2）设由带电微粒发射装置射入第象限的带电微粒的初速度方向与轴承夹角，则满足0，由于带电微粒最终将沿轴正方向运动，故B应垂直于平面向外，带电微粒在磁场内做半径为匀速圆周运动。由于带电微粒的入射方向不同，若磁场充满纸面，它们所对应的运动的轨迹如图所示。2分为使这些带电微粒经磁场偏转后沿轴正方向运动。由图可知，它们必须从经O点作圆运动的各圆的最高点飞离磁场。这样磁场边界上P点的坐标P（x，y）应满足方程：，所以磁场边界的方程为：2分由题中0的条件可知，以的角度射入磁场区域的微粒的运动轨迹即为所求磁场的另一侧的边界。2分因此，符合题目要求的最小磁场的范围应是圆与圆的交集部分（图中阴影部分）。1分由几何关系，可以求得符合条件的磁场的最小面积为：1分