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1、1终极猜想十六终极猜想十六对带电粒子在磁场中运动的考查对带电粒子在磁场中运动的考查(本卷共 5 小题，满分 60 分建议时间：30 分钟)命题专家寄语本部分是新课标重点内容，也是高考重点和难点，考查知识多结合圆周运动的规律，综合考查推理能力、分析能力、应用数学知识处理物理问题的能力.五十五、洛伦兹力的大小和方向1(2012北京西城二模，15)如图 1 所示，在两个水平放置的平行金属板之间，电场和磁场的方向相互垂直一束带电粒子(不计重力)沿着直线穿过两板间的空间而发生偏转则这些粒子一定具有相同的()图 1A质量mB电荷量qC运动速度vD比荷qm2(多选)(2012江苏南通二模，4)如图 2 所示
2、，在MN、PQ间同时存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向外，电场在图中没有标出一带电小球从a点射入场区，并在竖直面内沿直线运动至b点，则小球()图 2A可能带正电B受到电场力的方向一定水平向右C从a到b过程，克服电场力做功D从a到b过程中可能做匀加速运动五十六、带电粒子的运动规律3如图 3 甲是回旋加速器的原理示意图其核心部分是两个D型金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强度大小恒定)，并分别与高频电源相连加速时某带电粒子的动能Ek随时间t变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电2场中的加速时间，则下列判断正确的是()图 3A高频电源的变化周期应该等于tntn1B在Ek
3、-t图象中t4t3t3t2t2t1C粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大D不同粒子获得的最大动能都相同4如图 4 所示，长方形abcd长ad0.6 m，宽ab0.3 m，O、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B0.25 T一群不计重力、质量m3107kg、电荷量q2103C 的带电粒子以速度v5102m/s 沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域()图 4A从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边B从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边C从Od边射入的粒子，出射点分布在Oa边和ab边D从aO边射入的粒子，出射点分布在
4、ab边和be边五十七、带电粒子在有界磁场中的运动3图 55电子质量为m，电荷量为e，从坐标原点O处沿xOy平面射入第一象限，射入时速度方向不同，速度大小均为v0，如图 5 所示现在某一区域加一方向向外且垂直于xOy平面的匀强磁场，磁感应强度为B，若这些电子穿过磁场后都能垂直射到荧光屏MN上，荧光屏与y轴平行，求：(1)荧光屏上光斑的长度；(2)所加磁场范围的最小面积参考答案1C因粒子运动过程中所受电场力与洛伦兹力与速度方向垂直，则粒子能沿直线运动时必是匀速直线运动，电场力与洛伦兹力相平衡，即qEBqv，可得v是一定值，则 C 正确2AC由于洛伦兹力与速度有关，所以可推断小球做匀速直线运动，由合
5、力为零分析可知，小球可能带正电也可能带负电，电场强度的方向也不是唯一确定的，故 A 正确，B、D 均错根据动能定理可知，重力与电场力对小球做的总功必为零，重力做正功，所以电场力做负功，故 C 正确3B高频电源的变化周期应该等于 2(tntn1)，选项 A 错误；由qvBmv2R得RmvqB，粒子获得的最大动能Ek12mv2q2B2R22m，与加速次数无关，选项 C 错误对于同一回旋加速器，半径R一定，磁感应强度B一定，粒子获得的最大动能Ek与粒子电荷量q和质量有关，选项 D 错误4D由题知，粒子在磁场中做圆周运动的半径rab0.3 m，因rab0.3 m，故从Od边射入的粒子全部从be边射出，故 A、C 错误；从aO边射入的粒子出射点分布在ab和be边，故 D 正确、B 错误5解析(1)如图所示，求光斑长度，关键是找到两个边界点，初速度方向沿x轴正方向的电子，沿弧OB运动到P；初速度方向沿y轴正方向的电子，沿弧OC运动到Q.电子在磁场中的运动半径为RmvqB，由图可知PQRmv0Be(2)沿任一方向射入第一象限的电子经磁场偏转后都能垂直打到荧光屏MN上，所加最小4面积的磁场的边界是以O(0，R)为圆心，R为半径的圆的一部分，如图中实线所示，所以磁场范围的最小面积S34R2R214R221mv0Be2.答案(1)mv0Be(2)21mv0Be2