專題3.10 平行邊界磁場問題（提高篇）（原卷版）

2020年高考物理100考點最新模擬題千題精練（選修3-1）第三部分磁場專題3.10平行邊界磁場問題（提高篇）一．選擇題1.如圖所示，平行邊界MN、PQ間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，兩邊界間距為d，MN上有一粒子源A，可在紙面內(nèi)沿各個方向向磁場中射入質(zhì)量均為m、電荷量均為q的帶正電的粒子，粒子射入磁場的速度v＝eq\f(2qBd,3m)，不計粒子的重力，則粒子能從PQ邊界射出的區(qū)域長度為()A．dB.eq\f(2,3)dC.eq\f(2\r(3),3)dD.eq\f(\r(3),2)d2．如圖所示，帶有正電荷的A粒子和B粒子同時以同樣大小的速度(速度方向與邊界的夾角分別為30°、60°)從寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場的邊界上的O點射入磁場，又恰好都不從另一邊界飛出，則下列說法中正確的是(

)

A.A、B兩粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑之比為B.A、B兩粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑之比為

C.A、B兩粒子的比荷之比是

D.A、B兩粒子的比荷之比是3．電荷量分別為q和的兩個帶電粒子分別以速度和射入勻強(qiáng)磁場，兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為和，磁場寬度為d，兩粒子同時由A點出發(fā)，同時到達(dá)B點，如圖所示，則（）A.a粒子帶負(fù)電，b粒子帶正電B.兩粒子的軌道半徑之比：：C.兩粒子的速度之比：：2D.兩粒子的質(zhì)量之比：：24.(2016·湖南長沙模擬)如圖所示，一個理想邊界為PQ、MN的勻強(qiáng)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(jìn)入磁場。若電子在磁場中運(yùn)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eq\r(3)dD.電子在磁場中運(yùn)動的時間為eq\f(πd,3v0)5.如圖所示，直角坐標(biāo)系中y軸右側(cè)存在一垂直紙面向里、寬為a的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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θ角的速率v垂直射入磁場，當(dāng)斜向上射入時，粒子恰好垂直PQ射出磁場，當(dāng)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(yùn)動的時間分別為()A.eq\f(v,Ba)eq\f(2πa,3v)B.eq\f(v,2Ba)eq\f(2πa,3v)C.eq\f(v,2Ba)eq\f(4πa,3v) D.eq\f(v,Ba)eq\f(4πa,3v)二．計算題1.如圖所示，區(qū)域Ⅰ、Ⅲ內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，區(qū)域Ⅲ內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬為1.5d，區(qū)域Ⅰ中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1未知，區(qū)域Ⅱ是無場區(qū)，寬為d，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從磁場邊界上的A點與邊界成θ＝60°角垂直射入?yún)^(qū)域Ⅰ的磁場，粒子恰好不從區(qū)域Ⅲ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Ⅰ中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1；(2)求區(qū)域Ⅰ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。2．(12分)（2016洛陽一模）如圖所示，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(qiáng)磁場，上部分區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)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AC邊界射入上方區(qū)域，經(jīng)OF上的Q點第一次進(jìn)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(qiáng)度應(yīng)滿足的條件；(3)若下方區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)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。3．如圖所示，在屏蔽裝置底部中心位置O點放一醫(yī)用放射源，可通過細(xì)縫沿扇形區(qū)域向外輻射速率為v＝3．2×106m/s的α粒子．已知屏蔽裝置寬AB＝9Cm，縫長AD＝18Cm，α粒子的質(zhì)量m＝6．64×10－27kg，電荷量q＝3．2×10－19C．若在屏蔽裝置右側(cè)條形區(qū)域內(nèi)加一勻強(qiáng)磁場來隔離輻射，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0．332T，方向垂直于紙面向里，整個裝置放于真空環(huán)境中．(1)若