第一章专题探究二 带电粒子在磁场中运动的多解性、周期性问题-【学霸黑白题·黑题】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册（教科版）

专题探究二带电粒子在磁场中运动的多解性、周期性问题 黑题专题强化绣 限时：75min 题型1多解性问题 能够以原速率弹回.一质量 1.(多选)如图所示，P、Q为一对平行板，板长与 为m、带电荷量为g的粒子 板间距离均为d,板间区域内充满匀强磁场， 以某一速度从P点射入，恰 磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里 好从Q点射出.下列说法正 一 质量为m、电荷量为g的粒子（重力不计）， 确的是 以水平初速度。从P、Q两板间左侧中央沿垂 A.带电粒子一定带负电荷 直磁场方向射入，粒子打到板上，则初速度 大小可能为 B.带电粒子的速度最小值为9BL ( 4m A.7Bd B.3qBd C.9Ba D.3qBd C.若带电粒子与挡板碰撞，则受到挡板作用 8m 4m m 2m 力的冲量为59 2 D.带电粒子在磁场中运动时间可能为πm 3qB Q 6130 题型2粒子在磁场边界的周期性运动 (第1题) (第2题) 4.(2022·山西晋城一中质检)··A· 2.(多选)如图所示，A点的离子源沿纸面垂直 如图所示，边长为儿的等边三·好 。B。 OQ方向向上射出一束负离子，重力忽略不计. 。×· 角形区域ACD内、外的匀强磁c×D 为把这束负离子约束在OP之下的区域，可加 场的磁感应强度大小均为B,· 垂直纸面的匀强磁场.已知OA间的距离为s, 方向分别垂直纸面向里、向外.三角形顶点A 负离子比荷为9，速率为，0P与0Q间夹角 处有一质子源，能沿∠A的角平分线发射速度 大小不等、方向相同的质子（质子重力不计、 为30°.则所加磁感应强度B满足 ( 质子间的相互作用可忽略)，所有质子均能通 A.垂直于纸面向里，B> 3qs 过D点，已知质子的比荷9=k,则质子的速度 B.垂直于纸面向里，B>m 不可能为 ( gs C.垂直于纸面向外，B3m 时 B.BkL C.3BHL 2 D.BRL. gs 5.(2021·河北衡水中学调研)如图所示，圆形 D.垂直于纸面向外，B 区域直径MW上方存在垂直于纸面向外的匀 3.(2021·四川资阳期末)（多选）如图所示，在 强磁场，下方存在垂直于纸面向里的匀强磁 边长为L的正方形PQMN区域内存在垂直于 场，磁感应强度大小相同.现有两个比荷相同 纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场， 的带电粒子a、b,分别以1、v2的速度沿图示 在MN边界放一刚性挡板，粒子能碰到挡板则 方向垂直磁场方向从M点入射，最终都从N 第一章黑白题7 点离开磁场，则 7.(2021·江苏扬州期初)如图所示直角坐标系 A.粒子a、b可能带异种 中，在y轴和MW之间以x轴为边界存在两个 电荷 匀强磁场区域I、Ⅱ，磁场宽度为d,磁感应强 B.粒子a从N点离开磁场 度大小均为B、方向垂直于纸面.一粒子加速 时的速度方向一定与初 器放置在y轴上，其出射口坐标为(0，y)且y> 速度”，的方向垂直 0,其加速电压可调.初速度为0、质量为m、电 C.v1:v2可能为2：1 荷量为+q的粒子经加速器加速后平行于x轴 D.1:v2一定为1：1 射入区域I,不计粒子重力 6.(江苏高考)如图所示，匀强磁场的磁感应强 (1)若y=d,调节加速电压，粒子恰好从O点 度大小为B.磁场中的水平绝缘薄板与磁场的 射出磁场，求加速电压的大小U; 左、右边界分别垂直相交于M、N,MN=L,粒子 打到板上时会被反弹（碰撞时间极短），反弹 (2)若y=,粒于仅经过x轴一次，然后垂直 前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、 于MW从区域Ⅱ射出，求粒子在磁场中运 方向相反.质量为m、电荷量为-q的粒子速度 动的时间t; 一定，可以从左边界的不同位置水平射入磁 场，在磁场中做圆周运动的半径为d,且d<L, （3)若粒子以速度1=2gB射人酸场，最终垂 2m 粒子重力不计，电荷量保持不变 直于MN射出，求y满足的条件， (1)求粒子运动速度的大小v; (2)欲使粒子从磁场右边界射出，求入射点 到M的最大距离dm; (3)从P点射人的粒子最终从Q点射出磁场， × PM=d,QN=,求粒子从P到Q的运动 XX X 时间t. 题型3粒子在周期性变化磁场中的运动 8.如图1所示，竖直面内矩形ABCD区域内存在 磁感应强度按如图2所示的规律变化的磁场 (规定垂直纸面向外为正方向)，区域边 长AB=√3AD.一带正电的粒子从A点沿AB 选择性必修第二册：JK黑白题18 方向以速度。射入磁场，在T,时刻恰好能从10.如图甲所示，在MN下方存在竖直向上的匀 C点平行DC方向射出磁场.现在把磁场换成 强电场，在MN上方以MN为弦、半径为R的 按如图3所示规律变化的电场（规定竖直向 虚线区域内存在周期性变化的磁场，磁场的 下为正方向)，相同的粒子仍以速度。从A点 变化规律如图乙所示，规定垂直纸面