高考物理二輪復(fù)習(xí)考點千題精練第九章磁場專題平行邊界磁場問題

1、專題9.5 平行邊界磁場問題一選擇題1.(2016湖南長沙模擬)如圖10所示，一個理想邊界為PQ、MN的勻強磁場區(qū)域，磁場寬度為d，方向垂直紙面向里。一電子從O點沿紙面垂直PQ以速度v0進入磁場。若電子在磁場中運動的軌道半徑為2d。O在MN上，且OO與MN垂直。下列判斷正確的是()A.電子將向右偏轉(zhuǎn)B.電子打在MN上的點與O點的距離為dC.電子打在MN上的點與O點的距離為dD.電子在磁場中運動的時間為【參考答案】D2.如圖所示，直角坐標系中y軸右側(cè)存在一垂直紙面向里、寬為a的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，右邊界PQ平行y軸，一粒子(重力不計)從原點O以與x軸正方向成角的速率v垂直射入磁場，當斜

2、向上射入時，粒子恰好垂直PQ射出磁場，當斜向下射入時，粒子恰好不從右邊界射出，則粒子的比荷及粒子恰好不從右邊界射出時在磁場中運動的時間分別為()A. B.C. D.【參考答案】C3.(多選)如圖，兩個初速度大小相同的同種離子a和b，從O點沿垂直磁場方向進入勻強磁場，最后打到屏P上。不計重力。下列說法正確的有()A.a、b均帶正電B.a在磁場中飛行的時間比b的短C.a在磁場中飛行的路程比b的短D.a在P上的落點與O點的距離比b的近【參考答案】AD4.如圖所示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。在xOy平面內(nèi)，從原點O處沿與x軸正方向成角(0)方向以速率v發(fā)射一個帶正電的粒子

3、(重力不計)，則下列說法正確的是()A.當v一定時，越大，粒子在磁場中運動的時間越短B.當v一定，越大時，粒子離開磁場的位置距O點越遠C.當一定，v越大時，粒子在磁場中運動的角速度越大D.當一定，v越大時，粒子在磁場中運動的時間越短【參考答案】A【名師解析】由左手定則可知，帶正電的粒子向左偏轉(zhuǎn)，當v一定時，越大，粒子在磁場中做圓周運動的圓心角越小，由周期T，tT可知，粒子的運動時間越短，等于90時，粒子離開磁場的位置距O點最遠，A正確，B錯誤；當一定時，粒子在磁場中運動的周期與v無關(guān)，即粒子在磁場中運動的角速度與v無關(guān)，粒子在磁場中運動的時間與v無關(guān)，C、D錯誤。5（2016廣州模擬）不計重力

4、的兩個帶電粒子M和N沿同一方向經(jīng)小孔S垂直進入勻強磁場，在磁場中的徑跡如圖。分別用vM與vN， tM與tN，與表示它們的速率、在磁場中運動的時間、荷質(zhì)比，則A如果=，則vM vN B如果=，則tM tNC如果vM = vN，則D如果tM = tN，則【參考答案】A【命題意圖】本題考查了帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動及其相關(guān)的知識點。解得： v = rBq/m。如果vM = vN，則,選項C錯誤。由t=T/2=可知，如果tM = tN，則=，選項D錯誤。6如圖所示，在一單邊有界磁場的邊界上有一粒子源O，沿垂直磁場方向，以相同速率向磁場中發(fā)出了兩種粒子，a為質(zhì)子（），b為粒子（），b的速度方向

5、垂直磁場邊界，a的速度方向與b的速度方向夾角為30，兩種粒子最后都打到了位于磁場邊界位置的光屏OP上，則Aa、b兩粒子轉(zhuǎn)動周期之比為2 ：3Ba、b兩粒子在磁場中運動時間之比為2 ：3Ca、b兩粒子在磁場中轉(zhuǎn)動半徑之比為1 ：2Da、b兩粒子打到光屏上的位置到O點的距離之比為1 ：2【參考答案】.BC 【命題意圖】本題考查了帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動及其相關(guān)的知識點?！窘忸}思路】由帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期公式T=可知，a、b兩粒子轉(zhuǎn)動周期之比TaTb=12，選項A錯誤。a粒子在勻強磁場中運動軌跡對應(yīng)的圓心角為240，運動時間為2Ta/3；b粒子在勻強磁場中運動軌跡對應(yīng)的

6、圓心角為180，運動時間為Tb/2；a、b兩粒子在勻強磁場中運動的時間之比為tatb=2Ta/3Tb/2=23，選項B正確。由qvB=m，解得r=。由此可知a、b兩粒子在勻強磁場中運動的軌道半徑之比為rarb=12，選項C正確。a粒子打到光屏上的位置到O點的距離為2racos30=ra，b粒子打到光屏上的位置到O點的距離為2 rb，a、b兩粒子打到光屏上的位置到O點的距離之比為ra rb=4，選項D錯誤。二計算題1.如圖所示，區(qū)域、內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場，區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度為B，寬為1.5d，區(qū)域中磁場的磁感應(yīng)強度B1未知，區(qū)域是無場區(qū)，寬為d，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從

7、磁場邊界上的A點與邊界成60角垂直射入?yún)^(qū)域的磁場，粒子恰好不從區(qū)域的右邊界穿出且剛好能回到A點，粒子重力不計。(1)求區(qū)域中磁場的磁感應(yīng)強度B1；(2)求區(qū)域磁場的最小寬度L；(3)求粒子從離開A點到第一次回到A點的時間t?！敬鸢浮?1)3B(2)(3) 【名師解析】(1)由題意知粒子的運行軌跡如圖所示，設(shè)在區(qū)域、中粒子做圓周運動的半徑分別為r、R，由圖知RRcos 1.5d，Rsin rsin ，聯(lián)立得Rd，r。由洛倫茲力提供向心力得：qvBm，同理區(qū)域中，qvB1m，聯(lián)立得B13B。在區(qū)域中的運行時間為：t2，在區(qū)域中的運行時間為：t3，所以粒子從離開A點到第一次回到A點的時間：tt1t2

8、t3。2(12分) （2016洛陽一模）如圖18所示，在無限長的豎直邊界AC和DE間，上、下部分分別充滿方向垂直于ADEC平面向外的勻強磁場，上部分區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小為B0，OF為上、下磁場的水平分界線。質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從AC邊界上與O點相距為a的P點垂直于A C邊界射入上方區(qū)域，經(jīng)OF上的Q點第一次進入下方區(qū)域，Q與O點的距離為3a。不考慮粒子重力(1)求粒子射入時的速度大??；(2)要使粒子不從AC邊界飛出，求下方區(qū)域的磁感應(yīng)強度應(yīng)滿足的條件；(3)若下方區(qū)域的磁感應(yīng)強度B=3B0，粒子最終垂直DE邊界飛出，求邊界DE與AC間距離的可能值?！久}意圖】本題考查洛倫茲力、牛頓運動定律、帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動及其相關(guān)的知識點。20(12分)解：（1）設(shè)粒子在OF上方做圓周運動半徑為R，由幾何關(guān)系可知：R=5a - （1分）由牛頓第二定律可知：qvB0=m - （1分）解得：v=- -（1分）（2）當粒子恰好不從AC邊界飛出時，設(shè)粒子在OF下方做圓周運動的半徑為r1，由幾何關(guān)系得：r1+r1cos=3a -（1分）cos= -（1分）所以r1= -（1分）根據(jù)qvB1= -（1分）解得：B1=當B1時，粒子不會從AC邊界飛出。-（1分）（3）當B=3B0時，根據(jù)qvB= -（1分）得粒子