专题04 磁场和磁场组合综合分析-2020高考物理电学难点解析之带电物体在场中运动

《2020高考物理电学难点解析之带电物体在场中运动》 专题04 磁场和磁场组合综合分析 【方法总结】 本专题为磁场和磁场组合综合分析，解决该类问题的方法为： 1．运动过程的分解方法 (1)以“场”的边界将带电粒子的运动过程分段； (2)分析每段运动带电粒子的受力情况和初速度，判断粒子的运动性质； (3)建立联系：前、后两段运动的关联为带电粒子过关联点时的速度； (4)分段求解：根据题设条件，选择计算顺序． 2．周期性和对称性的应用 相邻场问题大多具有周期性和对称性，解题时一是要充分利用其特点画出带电粒子的运动轨迹， 以帮助理顺物理过程；二是要注意周期性和对称性对运动时间的影响． 【精选试题解析】 1. 如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为 和B、方向均垂直于纸面 向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为(　　 ) A． B． C． D． 2. 如图所示，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)，一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O.已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变．不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为(　　) A．2 B. C．1 D. 3.（多选）如图所示，在区域Ⅰ和区域Ⅱ内分别存在与纸面垂直但方向相反的匀强磁场，区域Ⅱ内磁感应强度是区域Ⅰ内磁感应强度的2倍，一带电粒子在区域Ⅰ左侧边界处以垂直边界的速度进入区域Ⅰ，发现粒子离开区域Ⅰ时速度方向改变了30°，然后进入区域Ⅱ，测得粒子在区域Ⅱ内的运动时间与区域Ⅰ内的运动时间相等，则下列说法正确的是(　　) A．粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中的速率之比为1∶1 B．粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中的角速度之比为2∶1 C．粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中的圆心角之比为1∶2 D．区域Ⅰ和区域Ⅱ的宽度之比为1∶1 4. 如图8所示，在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场．一带负电的粒子从原点O以与x轴成60°角的方向斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R(不计重力)，则(　　) 图8 A．粒子经偏转一定能回到原点O B．粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2∶1 C．粒子再次回到x轴上方所需的时间为 D．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进了3R 5. 如图所示，两匀强磁场方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度分别为B1、B2.一个质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1中，其运动轨迹为图中虚线所示的“心”形图线．则以下说法正确的是(　　) A．电子的运行轨迹为PENCMDP B．电子运行一周回到P用时为T＝ C．B1＝2B2 D．B1＝4B2 6. 如图，空间存在方向垂直于纸面（xOy平面）向里的磁场。在 区域，磁感应强度的大小为 ； 区域，磁感应强度的大小为 （常数 ）。一质量为m、电荷量为 的带电粒子以速度 从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求（不计重力） （1）粒子运动的时间； （2）粒子与O点间的距离。 7. 如图所示，M、N、P为很长的平行边界面，M、N与M、P间距分别为l1、l2，其间分别有磁感应强度为B1和B2的匀强磁场区，磁场Ⅰ和Ⅱ方向垂直纸面向里，B1≠B2，有一带正电粒子的电荷量为q，质量为m，以某一初速度垂直边界N及磁场方向射入MN间的磁场区域．不计粒子的重力．求： (1)要使粒子能穿过磁场Ⅰ进入磁场Ⅱ，粒子的初速度v0至少应为多少？ (2)若粒子进入磁场Ⅰ的初速度v1＝，则粒子第一次穿过磁场Ⅰ所用时间t1是多少？ (3)粒子初速度v为多少时，才可恰好穿过两个磁场区域． 8. [多选]如图所示，在x轴上方存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在x轴下方存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场。一带负电的粒子(不计重力)从原点O与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在x轴上方运动的半径为R。则(　　) A．粒子经偏转一定能回到O点 B．粒子完成一次周期性运动的时间为 C．粒子射入磁场后，第二次经过x轴时与O点的距离为3R D．粒子在x轴上方和下方的磁场中运动的半径之比为 1∶2 9.（多选）如图所示，两方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场被边长为L的等边三角形ABC理想分开，三角形内磁场垂直纸面向里，三角形顶点A处有一质子源，能沿∠BAC的角平分线发射速度不同的质子(质子重力不计)，所有质子均能通过C点，质子比荷