高考物理一輪復(fù)習(xí)：磁場中的多解性和周期性問題

磁場中的多解性和周期性問題一、選擇題1.(多選)如圖所示,A點的粒子源在紙面內(nèi)沿垂直O(jiān)Q方向向上射出一束帶電荷的粒子,粒子重力忽略不計。為把這束粒子約束在OP之下的區(qū)域,可在∠POQ之間加垂直紙面的勻強磁場。已知OA間的距離為s,粒子比荷為qm,粒子運動的速率為v,OP與OQ間夾角為30°。則所加磁場的磁感應(yīng)強度B滿足(深度解析A.垂直紙面向里,B>mv3qs C.垂直紙面向外,B>3mvqs 2.(多選)如圖所示,直線MN與水平方向成60°角,MN的右上方存在垂直紙面向外的勻強磁場,左下方存在垂直紙面向里的勻強磁場,兩磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B。一粒子源位于MN上的a點,能水平向右發(fā)射不同速率、質(zhì)量為m(重力不計)、電荷量為q(q>0)的同種粒子,所有粒子均能通過MN上的b點,已知ab=L,則粒子的速度可能是()A.3qBL6m C.3qBL2m3.如圖所示,邊長為l的等邊三角形ACD內(nèi)、外分布著方向相反的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小均為B。頂點A處沿∠CAD的平分線方向發(fā)射不同速度的粒子,粒子質(zhì)量均為m、電荷量均為+q。不計粒子重力。粒子以下列速度發(fā)射時其中不能通過D點的是()A.qBl4m B.C.3qBl4m4.(多選)如圖所示,在x>0、y>0的真空區(qū)域中有方向垂直于xOy平面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度的大小為B?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量大小為q的帶電粒子,從x軸上的某點P沿著與x軸成30°角的方向以任意大小的速度v射入磁場。不計粒子重力,則下列說法中正確的是()A.只要粒子的速度大小合適,粒子就可能通過坐標(biāo)原點B.粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為3πC.粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為πD.粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為π5.(多選)如圖,xOy平面的一、二、三象限內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度B=1T的勻強磁場,ON為處于y軸負(fù)方向的彈性絕緣薄擋板,長度為9m,M點為x軸正方向上一點,OM=3m?，F(xiàn)有一個比荷為qmA.3m/s B.3.75m/s C.4m/s D.5m/s6.如圖所示，L1和L2為兩平行的虛線，L1上方和L2下方都是垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度相同的勻強磁場，A、B兩點都在L2上．帶電粒子從A點以初速v斜向上與L2成30°角射出，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)后正好過B點，經(jīng)過B點時速度方向也斜向上，不計重力影響，下列說法中正確的是（）

A．該粒子一定帶正電

B．帶電粒子經(jīng)過B點時速度一定與在A點時速度相同

C．若將帶電粒子在A點時初速度變大（方向不變），它仍能經(jīng)過B點

D．若將帶電粒子在A點時初速度方向改為與L2成45°角斜向上，它仍能經(jīng)過B點7.如圖所示，一帶負(fù)電的質(zhì)點在固定的正的點電荷作用下繞該正電荷做勻速圓周運動，周期為T0，軌道平面位于紙面內(nèi)，質(zhì)點的速度方向如圖中箭頭所示．現(xiàn)加一垂直于軌道平面的勻強磁場，已知軌道半徑并不因此而改變，則（）A．若磁場方向指向紙里，質(zhì)點運動的周期將大于T0

B．若磁場方向指向紙里，質(zhì)點運動的周期將小于T0

C．若磁場方向指向紙外，質(zhì)點運動的周期將大于T0

D．若磁場方向指向紙外，質(zhì)點運動的周期將小于T08.長為l的水平極板間有垂直紙面向里的勻強磁場，如圖所示，磁感應(yīng)強度為B，板間距離也為l，板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計重力)，從左邊極板間中點處垂直磁感線以速度v水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，可采用的辦法是()A.

使粒子的速度v<B.

使粒子的速度v>C.

使粒子的速度v>D.

使粒子的速度<v<9.如圖所示，在xOy平面內(nèi)存在著磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，第一、二、四象限內(nèi)的磁場方向垂直紙面向里，第三象限內(nèi)的磁場方向垂直紙面向外。P（）、Q（）為坐標(biāo)軸上的兩個點?，F(xiàn)有一電子從P點沿PQ方向射出，不計電子的重力：（

）A．若電子從P點出發(fā)恰好經(jīng)原點O第一次射出磁場分界線，則電子運動的路程一定為B．若電子從P點出發(fā)經(jīng)原點O到達(dá)Q點，則電子運動的路程一定為C．若電子從P點出發(fā)經(jīng)原點O到達(dá)Q點，則電子運動的路程一定為D．若電子從P點出發(fā)經(jīng)原點O到達(dá)Q點，則電子運動的路程可能為，也可能為10.某電子以固定的正點電荷為圓心在勻強磁場中沿逆時針方向做勻速圓周運動，磁場方向垂直于它的運動平面，電子所受正點電荷的電場力是洛倫茲力的3倍．若電子電荷量為e、質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強度為B，不計重力，則電子運動的角速度可能是（）

4BemA．3BemB.2BemC.BemD.二、填空題11、如圖所示，一個質(zhì)量為m、電量為q的正離子，從A點正對著圓心O以速度v射入半徑為R的絕緣圓筒中。圓筒內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為B。要使帶電粒子與圓筒內(nèi)壁碰撞多次后仍從A點射出，則正離子在磁場中運動的時間為．（設(shè)粒子與圓筒內(nèi)壁碰撞時無能量和電量損失，不計粒子的重力）12、如圖所示，在半徑為α的圓柱形空間中(圖中圓為其橫截面)充滿磁感應(yīng)強度為B的均勻磁場．其方向平行于軸線遠(yuǎn)離讀者．在圓柱空間中垂直軸線平面內(nèi)固定放置一絕緣材料制成的邊長為L=1.6α的剛性等邊三角形框架△DEF，其中心O位于圓柱的軸線上．DE邊上S點處有一發(fā)射帶電粒子的源，發(fā)射粒子的方向皆在圖中截面內(nèi)且垂直于DE邊向下．發(fā)射粒子的電量皆為q(>0)，質(zhì)量均為m，但速度v有各種不同的數(shù)值．若這些粒子與三角形框架的碰撞均為完全彈性碰撞，并要求每一次碰撞時速度方向垂直于被碰的邊．這些粒子中，回到S點所用的最短時間是。三、計算題13.如圖所示，絕緣擺線長為L，擺球帶正電（電荷量為q，質(zhì)量為m）懸于O點，當(dāng)它在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中來回擺動經(jīng)過最低點C時速率為v，則擺線的拉力為多大？14.如圖甲所示,在ABCD矩形區(qū)域里存在垂直于紙面方向的磁場(矩形區(qū)域邊界上也有磁場),規(guī)定垂直紙面向里為磁場正方向,磁感應(yīng)強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化。t=0時刻,一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電粒子從B點以速度v0沿BC方向射入磁場,其中B0已知,T0未知,不計重力。(1)若AB=BC,粒子從D點射出磁場,求AB邊長度的可能值及粒子運動時間的可能值;(2)若AB∶BC=3∶1,粒子仍從D點射出,求AB邊長度的可能值及粒子運動時間的可能值;(3)若AB=BC,求磁場周期T0需滿足什么條件粒子不從AB邊射出,并求恰好不射出時,粒子