第1章 专题探究1 带电粒子在匀强磁场中运动的临界、极值问题-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册经纶学典【学霸题中题】人教版(江苏专用)

专题探究一带电粒子在匀强磁场中运动的临界、极值问题 题型1平移圆问题 3.如图所示，有一垂直于纸面向外 (适用条件：①速度大小、方向一定，入射点不同 的有界匀强磁场，磁场的磁感应 但在同一直线上；②轨迹圆圆心共线) 强度为B,其边界为一边长L A心B 1.如图所示，边长为L的正方 的正三角形（边界上有磁场），A、B、C为三角 形有界匀强磁场ABCD,P 形的三个顶点.今有一质量为m、电荷量为+g 为AD边中点若一粒子发射 X XX 的粒子（不计重力），以速度=3gB从AB边上 装置，在AP区间内各处垂直 4m 于AD方向发射出相同带电粒子.从A点出发的 的某点P既垂直于AB边又垂直于磁场的方向 带电粒子恰好从C点飞出磁场，则在垂直于磁 射人，然后从BC边上某点Q射出.若从P点射 场的平面内，有粒子经过的区域面积是( 入的该粒子能从Q点射出，则 A.（m3)L2 B.(2m-3)L2 A.PB 2-√3 8 4 R9 C.(2m+3)L D.（2m+33)L2 24 C.ws D.QB≤2L 8 2.(2022·江西上饶六校联考)如图所示，在直 4.(2021·江西九校联考)如图所示直角坐标系 角三角形abc区域内存在垂直纸面向里的匀 x0y中，在第2、3、4象限存在垂直于纸面向外 强磁场，磁感应强度大小为B.大量均匀分布 的匀强磁场，磁感应强度B=10T,沿x轴放 在ab边的同种带电粒子（质量为m,电荷量 置一挡板P,板的左端在坐标原点，任何带电 为+g)以相同的速度沿纸面垂直于ab边射入 粒子射到板上均会被板吸收.现有一群同种带 场区，结果有一半的粒子从bc边射出.已知bc 电粒子在ab间以相同速度沿与y轴成37°射 边长为L,bc与ac的夹角为60°，不计粒子 入磁场，最后都打在挡板P上.带电粒子的电荷 的重力及粒子之间的相互作用.下列说 量g=-3.2×108C,质量m=1.6×1012kg,射入磁 法正确的是 场速度o=2×10m/s.a点纵坐标为yn=0.06m, b点纵坐标为y.=0.20m.忽略粒子间的相互碰 A.粒子的人射速度为 4m 撞与影响，不考虑粒子的重力.求： (1)粒子在磁场中的运动半径； B.粒子的入射速度为3B网L 12m (2)挡板P的最小长度 C.从bc边射出的粒子在磁场 XXXX 内运动的最长时间为 3qB D.若射入的粒子为负电荷，要使一半的粒子 射出bc,则粒子的入射速度至少为3B 6m 选择性必修第二册学霸024 题型2放缩圆问题 7.(2022·山东临沂二十四中期末)边长为a的 (适用条件：①速度方向一定，大小不同；②轨迹 等边三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀 圆圆心共线) 强磁场，磁感应强度大小为B,一束质量为m、 5.(2022·山东潍坊质检)如图所示，水平面的 电荷量为g的带负电粒子（不计重力），从AB abc区域内存在有界匀强磁场，磁感应强度大 边的中点沿平行BC边的方向以不同的速率 小为B,边界的夹角为30°，距顶点b为L的S 射人磁场区域，则 点有一粒子源，粒子在水平面内垂直bc边向 A.能从BC边射出的粒子 磁场内发射速度大小不同的带负电的粒子， 的最大速率为3agB 粒子质量为m,电荷量大小为g,下列说法正 2m 确的是 B.能从BC边射出的粒子A×××B A.从边界bc射出的粒 的最大速率为3agB Am 子速度方向各不相同 B.粒子离开磁场时到b 6d. C.能从BC边射出的粒子最长时间为m 2aB L 点的最短距离为 3 D.能从BC边射出的粒子最长时间为πm 3gB C.垂直边界ab射出的粒子的速度大小为 8.(2021·河南名校联······ 2m 盟联考)科学家可以 D.垂直边界ab射出的粒子在磁场中运动的 利用器场对电教：：实 时间为πm 、-- 子的运动进行有效·。···。·· 3gB 控.如图所示，圆心为0O、半径为r的圆形区 6.如图所示，实线边界上方有匀强磁场，a、c间 域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向 是半圆边界，两侧是水平直边界，在左侧水平 外，磁感应强度大小为B.P是圆外一点，OP= 边界b点处有一粒子源，竖直向上以不同速 3r.一质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子从P 率将相同带正电粒子垂直射人磁场，且bc= 点在纸面内沿着与P0成0=60°角的方向射 ?,已知粒子在磁场中的运动周期为T,不计 出，不计粒子重力.若要求粒子不能进入圆形 区域，则粒子运动速度可以为 () 粒子重力及粒子间相互作用，则粒子在磁场 8Bgr A.v≤ 中运动的最短时间为 B.v≤ 8Bgr 7m 5m C.v≥ Bqr 8Bqr D.v≥ ● 5m 3m 题型3旋转圆问题 (适用条件：①速度大小一定，方向不同：②轨迹 B. 圆圆心共圆)》 9.如图