《高考物理一轮复习练习：磁场中的“动态圆”问题和“磁聚焦”问题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习练习：磁场中的“动态圆”问题和“磁聚焦”问题.docx（12页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、磁场中的“动态圆”问题和“磁聚焦”问题练习一、选择题1.(多选)如图所示，在、两个区域内存在磁感应强度大小均为B的匀强磁场，磁场方向分别垂直于纸面向外和向里，AD、AC边界的夹角DAC30，边界AC与边界MN平行，区域宽度为d.质量为m、电荷量为q的粒子可在边界AD上的不同点射入，入射速度垂直AD且垂直磁场，若入射速度大小为，不计粒子重力，则()A粒子在磁场中的运动半径为B粒子在距A点0.5d处射入，不会进入区域C粒子在距A点1.5d处射入，在区内运动的时间为D能够进入区域的粒子，在区域内运动的最短时间为2(多选)如图所示，在等腰直角三角形BAC内充满着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀
2、强磁场(图中未画出)一群质量为m、电荷量为q、速度为v的带正电粒子垂直AB边射入磁场，已知从AC边射出且在磁场中运动时间最长的粒子，离开磁场时速度垂直于AC边不计粒子重力和粒子间的相互作用下列判断中正确的是()A等腰三角形BAC中AB边的长度为B粒子在磁场中运动的最长时间为C从AB中点射入的粒子离开磁场时的位置与A点的距离为D若仅将磁场反向，则粒子在磁场中运动的最长时间不变3.如图所示，平行边界MN、PQ间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，两边界的间距为d，MN上有一粒子源A，可在纸面内沿各个方向向磁场中射入质量均为m，电荷量均为q的粒子，粒子射入磁场的速度大小v，不计粒子的
3、重力，则粒子能从PQ边界射出的区域长度与能从MN边界射出的区域长度之比为()A11 B23C.2 D.34如图所示，MN的右侧存在范围足够大、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，MN右侧到MN的距离为L的O处有一个粒子源，可沿纸面内各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力及粒子间的相互作用)，速度均为，则粒子在磁场中运动的最短时间为()A. B.C. D.5如图所示，在直角坐标系xOy中，x轴上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向外大量质量为m、电荷量为q的粒子，以相同的速率v沿纸面内，由x轴负方向与y轴正方向之间各个方向从原点O射入磁场区域不
4、计重力及粒子间的相互作用下列图中阴影部分表示带电粒子在磁场中可能经过的区域，其中R，正确的图是()6.一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，为半圆，ac、bd与直径ab共线，ac间的距离等于半圆的半径一束质量为m、电荷量为q(q0)的粒子，在纸面内从c点垂直于ac射入磁场，这些粒子具有各种速率不计粒子之间的相互作用在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为()A. B. C. D.7(多选)如图所示，等腰直角三角形abc区域存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.三个相同的带电粒子从b点沿bc方向分别以速度v1、v2、v3射入磁场，在磁场中运动的时
5、间分别为t1、t2、t3，且t1t2t3331.直角边bc的长度为L，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是()A三个速度的大小关系一定是v1v2v3B三个速度的大小关系可能是v2v1v3C粒子的比荷D粒子的比荷8如图所示，在直角三角形abc区域(含边界)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，a60，b90，边长abL，一个粒子源在b点将质量为m、电荷量为q的带负电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是(不计粒子重力及粒子间的相互作用)()A. B. C. D.9.(多选)如图所示，半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场，M
6、N是一竖直放置的足够长的感光板大量相同的带正电粒子从圆形磁场最高点P以速率v沿不同方向垂直磁场方向射入，不考虑速度沿圆形磁场切线方向入射的粒子粒子质量为m，电荷量为q，不考虑粒子间的相互作用力和粒子的重力关于这些粒子的运动，以下说法正确的是()A对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的时间越短B对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的时间越长C若粒子速度大小均为v，出射后均可垂直打在MN上D若粒子速度大小均为v，则粒子在磁场中的运动时间一定小于10(多选)如图所示，纸面内有宽为L、水平向右飞行的带电粒子流，粒子质量为m、电荷量为q、速率为v0，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用，要使粒子都
7、会聚到一点，可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域，则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可以是下列选项中的(其中B0，A、C、D选项中曲线均为半径为L的圆弧，B选项中曲线为半径为的圆)() 11如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q(q0)的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场若粒子射入磁场时的速度大小为v1，离开磁场时速度方向偏转90；若射入磁场时的速度大小为v2，离开磁场时速度方向偏转60.不计重力，则为()A. B.C. D.二、非选择题12如图所示，竖直放置的半环状ABCD区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B0.5 T外环的
8、半径R116 cm，内环的半径R24 cm，外环和内环的圆心为O，沿OD放置有照相底片有一线状粒子源放在AB正下方(图中未画出)，不断放出初速度大小均为v01.6106 m/s，方向垂直AB和磁场的相同粒子，粒子经磁场中运动，最后打到照相底片上，经检验底片上仅有CD区域均被粒子打到不考虑粒子间的相互作用，粒子重力忽略不计，假设打到磁场边界的粒子被吸收 (1)粒子的电性；(2)求粒子的比荷；(3)若照相底片沿OP放置，求底片上被粒子打到的区域的长度13如图，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B0.60 T磁场内有一块平面感光板ab，板面与磁场方向平行在距ab为l16
9、cm处，有一个点状的粒子放射源S，它向各个方向发射粒子，粒子的速率都是v3.0106 m/s.已知粒子的电荷量与质量之比5.0107 C/kg.现只考虑在纸面内运动的粒子，求ab板上被粒子打中区域的长度14如图所示，ABCD与MNQP均为边长为l的正方形区域，且A点为MN的中点ABCD区域中存在有界的垂直纸面方向的匀强磁场，在整个MNQP区域中存在图示方向的匀强电场质量为m、电荷量为e的电子以大小为v0的初速度垂直于BC射入正方形ABCD区域，且都从A点进入电场，已知从C点进入磁场的粒子在ABCD区域中运动时始终位于磁场中，不计电子重力，求：(1)匀强磁场区域中磁感应强度B的大小和方向；(2)
10、要使所有粒子均能打在PQ边上，电场强度E至少为多大；(3)ABCD区域中磁场面积的最小值是多少15带电粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制备的关键技术之一、带电粒子流(每个粒子的质量为m、电荷量为q)以初速度v垂直进入磁场，不计重力及带电粒子之间的相互作用对处在xOy平面内的粒子，求解以下问题(1)如图(a)，宽度为2r1的带电粒子流沿x轴正方向射入圆心为A、半径为r1的圆形匀强磁场中，若带电粒子流经过磁场后都汇聚到坐标原点O，求该磁场磁感应强度B1的大小；(2)如图(a)，虚线框为边长等于2r2的正方形，其几何中心位于C.在虚线框内设计一个区域面积最小的匀强磁场，使汇聚到O点的带电粒子流经过该
11、区域后宽度变为2r2，并沿x轴正方向射出求该磁场磁感应强度B2的大小和方向，以及该磁场区域的面积(无需写出面积最小的证明过程)；(3)如图(b)，虛线框和均为边长等于r3的正方形，虚线框和均为边长等于r4的正方形在、和中分别设计一个区域面积最小的匀强磁场，使宽度为2r3的带电粒子流沿x轴正方向射入和后汇聚到坐标原点O，再经过和后宽度变为2r4，并沿x轴正方向射出，从而实现带电粒子流的同轴控束求和中磁场磁感应强度的大小，以及和中匀强磁场区域的面积(无需写出面积最小的证明过程)答案：1. CD 2 AB 3. C 4 B 5 D 6. C 7 BC 8 D9. ACD 10 AB 11 B12 (
12、1)由左手定则可知，粒子带正电(2) 3.2107 C/kg(3) 2 cm13 20 cm.14 (1)由洛伦磁力提供向心力可得ev0B由题意则有rl解得B，方向为垂直纸面向外(2)沿AN方向进入电场的粒子能打在PQ边上则所有粒子都能打在PQ边上，在匀强电场中做类平抛运动，则有eEmalat2v0t解得E(3)图中阴影部分为磁场最小范围，由几何关系可知Smin2l2l215 (1)粒子垂直x进入圆形磁场，在坐标原点O汇聚，满足磁聚焦的条件，即粒子在磁场中运动的半径等于圆形磁场的半径r1，粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力qvB1m解得B1(2)粒子从O点进入下方虚线区域，若要从聚焦的O点飞
13、入然后平行x轴飞出，为磁发散的过程，即粒子在下方圆形磁场运动的轨迹半径等于磁场半径，粒子轨迹最大的边界如图所示，图中圆形磁场即为最小的匀强磁场区域磁场半径为r2，根据qvBm可知磁感应强度为B2根据左手定则可知磁场的方向为垂直纸面向里，圆形磁场的面积为S2r(3)粒子在磁场中运动，3和4为粒子运动的轨迹圆，1和2为粒子运动的磁场的圆周根据qvBm可知和中的磁感应强度为B，B图中箭头部分的实线为粒子运动的轨迹，可知磁场的最小面积为叶子形状，取区域如图图中阴影部分面积的一半为四分之一圆周AOB与三角形SAOB之差，所以阴影部分的面积为S12(AOBSAOB)2r类似地可知区域的阴影部分面积为S2r根据对称性可知中的匀强磁场面积为Sr学科网（北京）股份有限公司