專輯11 帶電粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)(精品解析版)

1、磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小為（）3mv A.-2aemvB.ae3mv D.-5ae2020年全國(guó)全部10套高考物理試題全解全析匯編磁場(chǎng)一、2020年高考物理試卷情況：1、全國(guó)I卷：河南、河北、湖南、湖北、山西、江西、安徽、廣東、福建2、全國(guó)II卷：甘肅、青海、內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、遼寧、寧夏、新疆、陜西、重慶3、全國(guó)III卷：云南、廣西、貴州、四川、西藏4、北京卷5、天津卷6、江蘇卷7、浙江卷（1月卷和7月卷）8、山東卷9、海南卷二、2020年高考物理試題賞析：1、（2020 浙江7月卷T9）特高壓直流輸電是國(guó)家重點(diǎn)能源工程。如圖所示，兩根等高、相互平行的水平長(zhǎng)直導(dǎo) 線分別通有方向相同的電流11和

2、12 , 11 12。a、b、c三點(diǎn)連線與兩根導(dǎo)線等高并垂直，b點(diǎn)位于兩根導(dǎo)線間的中 點(diǎn)，a、c兩點(diǎn)與b點(diǎn)距離相等，d點(diǎn)位于b點(diǎn)正下方。不考慮地磁場(chǎng)的影響，則（）b點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0d點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下c點(diǎn)處 磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下2、（2020 全國(guó)I卷-T18） 一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為可 方向垂直于紙面向外，其邊界如圖中虛線所示，ab 為半圓，ac、的bd與直徑ab共線，ac間的距離等于半圓的半徑。一束質(zhì)量為朋、電荷量為q （q0）的粒子，在紙面 內(nèi)從c點(diǎn)垂直于ac射入磁場(chǎng)，這些粒子具有各種速率。不計(jì)粒子之間的相互作用。在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的

3、粒子， 其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為（）撥至M端時(shí)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向右運(yùn)動(dòng)撥至M端時(shí)圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向左運(yùn)動(dòng)【答案】B【解析】無論開關(guān)S撥至哪一端，當(dāng)把電路接通一瞬間，左邊線圈中的電流從無到有，電流在線圈軸線上的磁場(chǎng)從無到有， 從而引起穿過圓環(huán)的磁通量突然增大，根據(jù)楞次定律（增反減同），右邊圓環(huán)中產(chǎn)生了與左邊線圈中方向相反的電流， 異向電流相互排斥，所以無論哪種情況，圓環(huán)均向右運(yùn)動(dòng)。故選B。4、（2020 全國(guó)III卷-T18）真空中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界為兩個(gè)半徑分別為a和3a的同軸圓柱面，磁場(chǎng)的方向 與圓柱軸線平行，其橫截面如圖所示。一速率為v的電子從圓心沿半徑方向進(jìn)入磁場(chǎng)。已知電子質(zhì)量為

4、朋，電荷量 為。，忽略重力。為使該電子的運(yùn)動(dòng)被限制在圖中實(shí)線圓圍成的區(qū)域內(nèi)3mv C.- 4ae5、（2020 天津卷-T7）如圖所示，在Ox平面的第一象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng) 磁場(chǎng)。一帶電粒子從軸上的M點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度方向與軸正方向的夾角。=45。粒子經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后在N點(diǎn)（圖中未畫出）垂直穿過x軸。已知OM = a，粒子電荷量為q，質(zhì)量為朋，重力不計(jì)。則（）尹K X XX X XXXXqBa粒子帶負(fù)電荷B.粒子速度大小為mC.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為aD. N與O點(diǎn)相距（巨+ 1）a6、（2020 浙江1月卷-T11）如圖所示，在光滑絕緣水平面上，兩條固定的相

5、互垂直彼此絕緣的導(dǎo)線通以大小相同 的電流/。在角平分線上，對(duì)稱放置四個(gè)相同的正方形金屬框。當(dāng)電流在相同時(shí)間間隔內(nèi)增加相同量，則（）7兀m5兀m4兀m3兀m2 頃 Zfl3、（2020 全國(guó)III卷T14）如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初 始時(shí)靜止。將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到（）歸 CJ41、3線圈靜止不動(dòng)，2、4線圈沿著對(duì)角線向內(nèi)運(yùn)動(dòng)1、3線圈靜止不動(dòng)，2、4線圈沿著對(duì)角線向外運(yùn)動(dòng)2、4線圈靜止不動(dòng)，1、3線圈沿著對(duì)角線向內(nèi)運(yùn)動(dòng)2、4線圈靜止不動(dòng)，1、3線圈沿著對(duì)角線向外運(yùn)動(dòng)撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)撥至M端或N端

6、，圓環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)7、（2020 全國(guó)II卷-T24）如圖，在0Kh, 一*0）的粒子以速度從磁場(chǎng)區(qū)域左側(cè)沿x軸進(jìn)入磁場(chǎng)，不計(jì)重 力。（1）若粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后穿過軸正半軸離開磁場(chǎng)，分析說明磁場(chǎng)的方向，并求在這種情況下磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值 Bm；（2）如果磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bm，粒子將通過虛線所示邊界上的一點(diǎn)離開磁場(chǎng)。求粒子在該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與x軸正 方向的夾角及該點(diǎn)到x軸的距離。9、（2020 浙江1月卷-T22）通過測(cè)量質(zhì)子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡和打到探測(cè)板上的計(jì)數(shù)率（即打到探測(cè)板上質(zhì)子數(shù) 與衰變產(chǎn)生總質(zhì)子數(shù)N的比值），可研究中子（0n ）的P衰變。中子衰變后轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子，同時(shí)放出質(zhì)量可視 為零的反

7、中微子Ve。如圖所示，位于P點(diǎn)的靜止中子經(jīng)衰變可形成一個(gè)質(zhì)子源，該質(zhì)子源在紙面內(nèi)各向均勻地發(fā)射 N個(gè)質(zhì)子。在P點(diǎn)下方放置有長(zhǎng)度L = 1.2m以。為中點(diǎn)的探測(cè)板，P點(diǎn)離探測(cè)板的垂直距離OP為。在探測(cè)板的 上方存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知電子質(zhì)量m = 9.1 x 10-31kg = 0.51MeV/c2，中子質(zhì)量m = 939.57MeV /c2，質(zhì)子質(zhì)量m = 938.27MeV/c2（c為光速，不考慮粒子之間的相互作用）。nP若質(zhì)子的動(dòng)量 P = 4.8 x10 -21kg - m - s-1 = 3 x 10-8 MeV - s - m-1。（1）寫出中子衰變

8、的核反應(yīng)式，求電子和反中微子的總動(dòng)能（以MeV為能量單位）；（2）當(dāng)a = 0.15m， B = 0.1T時(shí)，求計(jì)數(shù)率；（3）若a取不同的值，可通過調(diào)節(jié)B的大小獲得與（2）問中同樣的計(jì)數(shù)率，求B與a的關(guān)系并給出B的范圍。K X X X X X.K X M X X X陽戚8、（2020 浙江1月卷-T21）如圖甲所示，在禎水平面內(nèi)，固定放置著間距為l的兩平行金屬直導(dǎo)軌，其間連接 有阻值為R的電阻，電阻兩端連接示波器（內(nèi)阻可視為無窮大），可動(dòng)態(tài)顯示電阻R兩端的電壓。兩導(dǎo)軌間存在大小 為B、方向垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 = 0時(shí)一質(zhì)量為m 長(zhǎng)為l的導(dǎo)體棒在外力H作用下從x = X0。位置開始做 簡(jiǎn)諧

9、運(yùn)動(dòng)，觀察到示波器顯示的電壓隨時(shí)間變化的波形是如圖乙所示的正弦曲線。取X =-=，則簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的02兀 Bl平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。不計(jì)摩擦阻力和其它電阻，導(dǎo)體棒始終垂直導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。（提示：可以用F -x圖象下的“面 積”代表力F所做的功）（1）求導(dǎo)體棒所受到的安培力FA隨時(shí)間t的變化規(guī)律;（2）求在0至0.257時(shí)間內(nèi)外力F的沖量；（3）若t = 0時(shí)外力F0 = IN,1 = lm,T = 2兀s,m = 1kg,R = &,七=.5V,B = 0.5T，求外力與安培力大小相等時(shí) 棒的位置坐標(biāo)和速度。10、(2020 江蘇卷T23)空間存在兩個(gè)垂直于。巧平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，y軸為兩磁場(chǎng)的邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)

10、度分別為2B0、 3凡。甲、乙兩種比荷不同的粒子同時(shí)從原點(diǎn)。沿x軸正向射入磁場(chǎng)，速度均為V。甲第1次、第2次經(jīng)過y軸的位 置分別為P、0其軌跡如圖所示。甲經(jīng)過Q時(shí)，乙也恰好同時(shí)經(jīng)過該點(diǎn)。已知甲的質(zhì)量為朋，電荷量為0。不考慮 粒子間的相互作用和重力影響。求：0到O的距離d；甲兩次經(jīng)過P點(diǎn)的時(shí)間間隔心；乙的比荷m可能的最小值。11、(2020 浙江7月卷-T23)某種離子診斷測(cè)量簡(jiǎn)化裝置如圖所示。豎直平面內(nèi)存在邊界為矩形EFGH、方向 垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，探測(cè)板CD平行于HG水平放置，能沿豎直方向緩慢移動(dòng)且接地。 a、b、c三束寬度不計(jì)、間距相等的離子束中的離子均以相同速度

11、持續(xù)從邊界EH水平射入磁場(chǎng)，b束中的離子在磁 場(chǎng)中沿半徑為R的四分之一圓弧運(yùn)動(dòng)后從下邊界HG豎直向下射出，并打在探測(cè)板的右邊緣Q點(diǎn)。已知每束每秒射 入磁場(chǎng)的離子數(shù)均為N，離子束間的距離均為0.6R，探測(cè)板CD的寬度為0.5R，離子質(zhì)量均為m、電荷量均為q， 不計(jì)重力及離子間的相互作用。求離子速度V的大小及c束中的離子射出磁場(chǎng)邊界HG時(shí)與H點(diǎn)的距離s；求探測(cè)到三束離子時(shí)探測(cè)板與邊界HG的最大距離L ；max若打到探測(cè)板上的離子被全部吸收，求離子束對(duì)探測(cè)板的平均作用力的豎直分量H與板到HG距離L的關(guān)系。：VIc；在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，12在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下，因?yàn)镮 I即2020年全國(guó)全部

12、10套高考物理試題全解全析匯編磁場(chǎng)一、2020年高考物理試卷情況：1、全國(guó)I卷：河南、河北、湖南、湖北、山西、江西、安徽、廣東、福建2、全國(guó)II卷：甘肅、青海、內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、遼寧、寧夏、新疆、陜西、重慶3、全國(guó)III卷：云南、廣西、貴州、四川、西藏4、北京卷5、天津卷6、江蘇卷7、浙江卷（1月卷和7月卷）8、山東卷9、海南卷二、2020年高考物理試題賞析：1、（2020 浙江7月卷T9）特高壓直流輸電是國(guó)家重點(diǎn)能源工程。如圖所示，兩根等高、相互平行的水平長(zhǎng)直導(dǎo) 線分別通有方向相同的電流11和12 , /疽匕。a、b、c三點(diǎn)連線與兩根導(dǎo)線等高并垂直，b點(diǎn)位于兩根導(dǎo)線間的中 點(diǎn)，a、c兩點(diǎn)

13、與b點(diǎn)距離相等，d點(diǎn)位于b點(diǎn)正下方。不考慮地磁場(chǎng)的影響，則（）B B則在b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，A錯(cuò)誤；BCD.如圖所示，d點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下，c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向上，BD 錯(cuò)誤，C正確。故選C。2、（2020 全國(guó)I卷-T18） 一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為可 方向垂直于紙面向外，其邊界如圖中虛線所示，ab 為半圓，ac、bd與直徑ab共線，ac間的距離等于半圓的半徑。一束質(zhì)量為朋、電荷量為q （q0）的粒子，在紙面 內(nèi)從c點(diǎn)垂直于ac射入磁場(chǎng) 其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為（，ac、，ac這些粒子具有各種速率。不計(jì)粒子之間的相互作用。在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子，7兀mA.

14、B.6qB【答案】C【解析】粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)4qBC.3qBD.2qBmv2 qBv =r2兀rT =vb點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0d點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下c點(diǎn)處 磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下【答案】C【解析】A.通電直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)方向由安培定判斷，如圖所示可得粒子在磁場(chǎng)中的周期粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間2兀mT =qBt = 2. t = 2兀qB軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)。則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與速度無關(guān)粒子垂直ac射入磁場(chǎng)，則軌跡圓心必在ac直線上，將粒子的軌跡半徑由零逐漸放大。當(dāng)半徑r 1.5R時(shí)，粒子分別從ac、bd區(qū)域射出，磁場(chǎng)中的軌跡為

15、半圓，運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于半個(gè)周期。當(dāng)0.5Rr1.5R時(shí)，粒子從半圓邊界射出，逐漸將軌跡半徑從0.5R逐漸放大，粒子射出位置從半圓頂端向下移動(dòng)， 軌跡圓心角從兀逐漸增大，當(dāng)軌跡半徑為R時(shí)，軌跡圓心角最大，然后再增大軌跡半徑，軌跡圓心角減小，因此當(dāng) 軌跡半徑等于R時(shí)軌跡圓心角最大，即軌跡對(duì)應(yīng)的最大圓心角ac、采用放縮圓解決該問題，粒子運(yùn)動(dòng)最長(zhǎng)時(shí)間為故選C。4冗，U T 32 冗 m4 冗 m一況一茹 qB 3qBA點(diǎn)為電子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，為半徑，由圖可知AABO為直角三角形，則由幾何關(guān)系可得（3a r =r 2 + a 23mv，故C正確，ABD錯(cuò)誤。 4ae3、（2020 全國(guó)III卷T14）如圖

16、，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初 始時(shí)靜止。將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到（）4解得r = amax 3由洛倫茲力提供向心力V 2 eBv = m r解得B .min故選C。5、（2020 天津卷T7）如圖所示，在Ox平面的第一象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng) 磁場(chǎng)。一帶電粒子從軸上的M點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度方向與軸正方向的夾角。=45。粒子經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后在N點(diǎn)（圖中未畫出）垂直穿過x軸。已知OM = a，粒子電荷量為0，質(zhì)量為朋，重力不計(jì)。則（）A.粒子帶負(fù)電荷C.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為aBC錯(cuò)誤;撥至M

17、端或N端，圓環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)撥至M端時(shí)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向右運(yùn)動(dòng)撥至M端時(shí)圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向左運(yùn)動(dòng)【答案】B【解析】 無論開關(guān)S撥至哪一端，當(dāng)把電路接通一瞬間，左邊線圈中的電流從無到有，電流在線圈軸線上的磁場(chǎng)從無到有， 從而引起穿過圓環(huán)的磁通量突然增大，根據(jù)楞次定律（增反減同），右邊圓環(huán)中產(chǎn)生了與左邊線圈中方向相反的電流， 異向電流相互排斥，所以無論哪種情況，圓環(huán)均向右運(yùn)動(dòng)。故選B。4、（2020全國(guó)III卷-T18）真空中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界為兩個(gè)半徑分別為a和3a的同軸圓柱面，磁場(chǎng)的方向 與圓柱軸線平行，其橫截面如圖所示。一速率為v的電子從圓心沿半

18、徑方向進(jìn)入磁場(chǎng)。已知電子質(zhì)量為朋，電荷量 為。，忽略重力。為使該電子的運(yùn)動(dòng)被限制在圖中實(shí)線圓圍成的區(qū)域內(nèi)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小為（）3mvmv3mv3mvA.B.C.D.-2aeae4ae5ae【答案】C【解析】為了使電子的運(yùn)動(dòng)被限制在圖中實(shí)線圓圍成的區(qū)域內(nèi)，則其運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖所示qBaB.粒子速度大小為-mD. N與O點(diǎn)相距（Ji + 1）a【答案】AD【解析】A.粒子向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則判斷洛倫茲力，可知粒子帶負(fù)電，A正確;BC.粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖由于速度方向與軸正方向的夾角。=45。，根據(jù)幾何關(guān)系可知ZOMO = ZOOM = 45。， OM = OO = a則粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為11

19、_1r = OM = ： 2a洛倫茲力提供向心力八V 2qvB = m 一r解得 （2020 -浙江1月卷-T11）如圖所示，在光滑絕緣水平面上，兩條固定的相互垂直彼此絕緣的導(dǎo)線通以大小相同 的電流/。在角平分線上，對(duì)稱放置四個(gè)相同的正方形金屬框。當(dāng)電流在相同時(shí)間間隔內(nèi)增加相同量，則（）1、3線圈靜止不動(dòng)，2、4線圈沿著對(duì)角線向內(nèi)運(yùn)動(dòng)1、3線圈靜止不動(dòng)，2、4線圈沿著對(duì)角線向外運(yùn)動(dòng)2、4線圈靜止不動(dòng)，1、3線圈沿著對(duì)角線向內(nèi)運(yùn)動(dòng)2、4線圈靜止不動(dòng)，1、3線圈沿著對(duì)角線向外運(yùn)動(dòng)【答案】B【解析】先對(duì)1和3線圈進(jìn)行分析，根據(jù)安培定則畫出直流導(dǎo)線在線框中的磁場(chǎng)方向:mvn【答案】（1）磁場(chǎng)方向垂直于

20、紙面向里；Bm =就；（2） a= - ； y = （2 返）h【解析】（1）由題意，粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)受到方向向上的洛倫茲力，因此磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。設(shè)粒子進(jìn)入 磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R根據(jù)洛倫茲力公式和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有八 V 2qv B = m-R 由此可得R =舞qB粒子穿過y軸正半軸離開磁場(chǎng)，其在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在y軸正半軸上，半徑應(yīng)滿足R h由題意，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bm時(shí)，粒子的運(yùn)動(dòng)半徑最大，由此得mvBm=qh （2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bm，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心仍在y軸正半軸上，由式可得，此時(shí)圓弧半徑為R = 2h 粒子會(huì)穿過圖中戶點(diǎn)離開磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。設(shè)粒子

21、在戶點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與x軸正方向的夾角為a，電流大小相等，線圈關(guān)于兩導(dǎo)線對(duì)稱，所以線圈中的磁通量為0，電流增大時(shí)，根據(jù)楞次定律可知線圈中無感應(yīng)電 流，不受安培力，所以1和3線圈靜止不動(dòng)；再對(duì)2和4線圈進(jìn)行分析，根據(jù)安培定則畫出直流導(dǎo)線在線圈中的磁場(chǎng)方向：電流增大，根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流方向（如圖所示）靠近直流導(dǎo)線的線圈導(dǎo)體周圍磁感應(yīng)強(qiáng)度較大，因此受力 起主要作用，根據(jù)左手定則判斷安培力的方向（如圖所示），根據(jù)力的合成可知2、4線圈沿著對(duì)角線向外運(yùn)動(dòng)，故 B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B.7、（2020 全國(guó)II卷-T24）如圖，在0Kh， y 0）的粒子以速度從磁場(chǎng)區(qū)域左側(cè)沿x軸進(jìn)入磁場(chǎng)，不計(jì)重 力。

22、（1）若粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后穿過軸正半軸離開磁場(chǎng)，分析說明磁場(chǎng)的方向，并求在這種情況下磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值 Bm；（2）如果磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bm，粒子將通過虛線所示邊界上的一點(diǎn)離開磁場(chǎng)。求粒子在該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與X軸正 方向的夾角及該點(diǎn)到X軸的距離。由幾何關(guān)系n即a= 6由幾何關(guān)系可得，戶點(diǎn)與x軸的距離為y = 2h(1 cos a)聯(lián)立式得y = （2 S） h 8、（2020 浙江1月卷-T21）如圖甲所示，在My水平面內(nèi)，固定放置著間距為l的兩平行金屬直導(dǎo)軌，其間連接 有阻值為R的電阻，電阻兩端連接示波器（內(nèi)阻可視為無窮大），可動(dòng)態(tài)顯示電阻R兩端的電壓。兩導(dǎo)軌間存在大小 為B、方向垂直導(dǎo)軌平面的

23、勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 = 0時(shí)一質(zhì)量為m 長(zhǎng)為l的導(dǎo)體棒在外力H作用下從x = X0。位置開始做 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，觀察到示波器顯示的電壓隨時(shí)間變化的波形是如圖乙所示的正弦曲線。取X =-，則簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的02兀 Bl平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。不計(jì)摩擦阻力和其它電阻，導(dǎo)體棒始終垂直導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。（提示：可以用F -x圖象下的“面 積”代表力F所做的功）（1）求導(dǎo)體棒所受到的安培力fa隨時(shí)間，的變化規(guī)律；（2）求在0至0.257時(shí)間內(nèi)外力F的沖量；（3）若t = 0時(shí)外力F 1N, 1 = Im,T = 2丸s,m = 1kg,R = 1Q,U = 0.5V, B = 0.5T，求外力與安培力大小相等時(shí)棒的位置坐標(biāo)和速度。m【

24、答案】（1） JBUsin*t RTI = B1U ? * mU,（2）f - 2丸 R + Blm（3）X1=m和 V1=輯m/s ；【解析】（1）由顯示的波形可得X2-m 和 v，= -2 m v5和 2 v5.2丸U = U sintI = msin 竺 tR T安培力隨時(shí)間變化規(guī)律：F =-BI1 =-也 sin 攵 taR T（2）安培力的沖量： HYPERLINK l bookmark188 o Current Document I =- Bl Aq = -B2 o2aR由動(dòng)量定理，有：I +1 = mv解得:J寫+牛J m HYPERLINK l bookmark194 o Cu

25、rrent Document F2兀 RBl（3）棒做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，有：F + F = - kx當(dāng) Fa=- F 時(shí)：ax = 0v = v = 1m/s當(dāng) Fa = F 時(shí)，設(shè) X = x，v = vF = 一 kx002 x，= v，根據(jù)動(dòng)能定理：1 mv22k (x 2 72 )012,12解得 x,= m 和 v = m/sx, =- m 和 v =- m解得：15和1 v525和2 展9、（2020 浙江1月卷 T22）通過測(cè)量質(zhì)子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡和打到探測(cè)板上的計(jì)數(shù)率（即打到探測(cè)板上質(zhì)子數(shù)與衰變產(chǎn)生總質(zhì)子數(shù)N的比值），可研究中子（m ）的。衰變。中子衰變后轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子，同時(shí)放出質(zhì)

26、量可視 _0為零的反中微子V e。如圖所示，位于P點(diǎn)的靜止中子經(jīng)衰變可形成一個(gè)質(zhì)子源，該質(zhì)子源在紙面內(nèi)各向均勻地發(fā)射 N個(gè)質(zhì)子。在P點(diǎn)下方放置有長(zhǎng)度L = 1.2m以O(shè)為中點(diǎn)的探測(cè)板，P點(diǎn)離探測(cè)板的垂直距離OP為。在探測(cè)板的 上方存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知電子質(zhì)量m = 9.1 x 10-31kg = 0.51MeV/c2，中子質(zhì)量m = 939.57MeV /c2，質(zhì)子質(zhì)量m = 938.27MeV/c2 enp（c為光速，不考慮粒子之間的相互作用）。若質(zhì)子的動(dòng)量 P = 4.8 x 10 -21 kg - m - s-1 = 3 x 10-8 MeV - s

27、- m-1。（1）寫出中子衰變的核反應(yīng)式，求電子和反中微子的總動(dòng)能（以MeV為能量單位）；（2）當(dāng) a = 0.15m，B = 0.1T時(shí)，求計(jì)數(shù)率；（3）若a取不同的值，可通過調(diào)節(jié)B的大小獲得與（2）問中同樣的計(jì)數(shù)率，求B與a的關(guān)系并給出B的范圍?！敬鸢浮?1) 0.7468MeV(2) 2 (3) B 也 T340【解析】（1）核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)守恒:核反應(yīng)過程中：根據(jù)動(dòng)量和動(dòng)能關(guān)系:則總動(dòng)能為：（2）質(zhì)子運(yùn)動(dòng)半徑:如圖甲所示：/ 打到探測(cè)板對(duì)應(yīng)發(fā)射角度:可得質(zhì)子計(jì)數(shù)率為：m 1p + 1e + 0 v eAE = m c2 -(m c2 + m c2)= 0.79MeVEp =

28、 2m = 0.0432MeVpE + E =AEd - Ep = 0.7468MeVR = -P = 0.3meB4kT 2T| =匚一=一27132（3）在確保計(jì)數(shù)率為門的情況下：R = 2a200a恰能打到探測(cè)板左端的條件為:max 44即：b垂T4010、（2Q20 江蘇卷T23）空間存在兩個(gè)垂直于平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),歹軸為兩磁場(chǎng)的邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為28。、 3氣。幣、乙兩種比荷不同的粒子同時(shí)從原點(diǎn)。沿x軸正向射入磁場(chǎng)，速度均為n甲第1次、第2次經(jīng)過軸的位 置分別為P、Q,其軌跡如圖所示。甲經(jīng)過口時(shí)，乙也恰好同時(shí)經(jīng)過該點(diǎn)。已知甲的質(zhì)量為m,電荷量為0。不考慮 粒子間的相互作用和重力影響

29、。求：（1）。到O的距離d；（2）甲兩次經(jīng)過P點(diǎn)的時(shí)間間隔Ar ； （3）乙的比荷義可能的最小值。mrmv5k m2a【答案】（1）”=蓊萬；（2） = 5； 一=一 oo【解析】V2（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，由g = 得,R_ mv _ mv23b000。的曲離為：d = 2R -2R =業(yè)土i 2 3qB o（2）由可知，完成一周期運(yùn)動(dòng)上升的距離為a,粒子再次經(jīng)過尸，經(jīng)過n個(gè)周期,AT OP 2R cN = = =3 d d所以，再次經(jīng)過P點(diǎn)的時(shí)間為t = NT = 3T由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得，e R Tim1 =3-=v qBo-2ti R 27im/ _ - v 3qBo繞一周的時(shí)間為：e T T1 二 i + T22解得：T _5nm6qBo所以，再次經(jīng)過P點(diǎn)的時(shí)間為2qBo兩次經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)間間隔為：2解得：的qBoV2(3)由洛倫茲力提供向心力，由qvB = m一 得,R1 2qB2 3qBod = 2R 2R 12若乙粒子從第一象限進(jìn)入第二象限的過程中與甲粒子在點(diǎn)相遇，則:2R + nd = 0Q = diT T TT Tn(i -)=-H- H2-22222結(jié)合以上式子，無解。若乙粒子從第二象限進(jìn)入第一象限的過程中與甲離子在。點(diǎn)相遇，則:nd = 0Q計(jì)算可得q q上=旦3=1, 2, 3)m mR