第1章 专题探究2 带电粒子在磁场中运动的多解性，周期性问题-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)

专题探究二带电粒子在磁场中运动的多解性、周期性问题 题型1多解性问题 的匀强磁场，在MN边界放 1.如图所示，P、Q为一对平行板，板 一刚性挡板，粒子能碰到挡 长与板间距离均为d,板间区域内o 板则能够以原速率弹回.一 充清匀强脑场，签感应强度大小为之。“ 质量为m、带电荷量为g的 B,方向垂直纸面向里.一质量为m、电荷量为 粒子以某一速度从P点射人 q的粒子（重力不计），以水平初速度。从P、 恰好从Q点射出.下列说法错误的是( Q两板间左侧中央沿垂直磁场方向射人，粒 A.带电粒子可能带正电荷 子打到板上，则初速度。大小可能为() A.3qBd B.4qBd B.带电粒子的速度最小值为9BL 4m 4m 3m C.若带电粒子与挡板碰撞，则受到挡板作用 3gBd C. D.2qBd 2m 力的冲量为34BL m 2 2.如图所示，A点的粒子源 .P D.带电粒子在磁场中运动时间可能为π” 在纸面内沿垂直OQ方向 3aB 向上射出一束带负电荷 题型2粒子在磁场边界的周期性运动 130. 的粒子，粒子重力忽略不 4.（2022·山西晋城一中质检)··1· 计.为把这束粒子约束在OP之下的区域，可 如图所示，边长为L的等边三· ·B. 。×××·· 在∠POQ之间加垂直纸面的匀强磁场.已知 角形区域ACD内、外的匀强C××p· 磁场的磁感应强度大小均为····· O4间的距离为s,粒子比荷为9，粒子运动的 m B,方向分别垂直纸面向里、向外.三角形顶 速率为v,OP与OQ间夹角为30°.则所加磁场 点A处有一质子源，能沿∠A的角平分线发射 的磁感应强度B满足 速度大小不等、方向相同的质子（质子重力不 计、质子间的相互作用可忽略)，所有质子均 ①垂直纸面向里，B>m qs 能通过D点，已知质子的比荷9=k,则质子的 7. ②垂直纸面向里，B> 3qs 速度不可能为 () ③垂直纸面向外，B3mm A.BhL B.BkL C.3BHL. qs 2 2 D 8 ④垂直纸面向外，B>m0 5.(2021·河北衡水中学调研)如图所示，圆形 qs 区域直径MN上方存在垂直于纸面向外的匀 A.①③ B.①④ 强磁场，下方存在垂直于纸面向里的匀强磁 C.②③ D.②④ 场，磁感应强度大小相同.现有两个比荷相同 3.如图所示，在边长为L的正方形PQMW区域 的带电粒子a、b,分别以y1、2的速度沿图示 内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B 方向垂直磁场方向从M点入射，最终都从N 第一章学霸027 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MN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 y B.粒子a从N点离开磁 度大小均为B、方向垂直于纸面.一粒子加速 场时的速度方向一定 器放置在y轴上，其出射口坐标为(0，y)且y> 与初速度u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+g的粒子经加速器加速后平行于x轴 D.v1: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 (2)若y=,粒子仅经过x销-次，然后菲 弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不 直于MN从区域Ⅱ射出，求粒子在磁场中 变、方向相反.质量为m、电荷量为-g的粒子 运动的时间t; 速度一定，可以从左边界的不同位置水平射 (3)若粒子以速度v= qBd射人磁场，最终 入磁场，在磁场中做圆周运动的半径为d,且 2m d<L,粒子重力不计，电荷量保持不变 垂直于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点射入的粒子最终从Q点射出磁 0 场，PM=d,0N-号，求救子从P到Q的运 XXX 动时间t. Q月 选择性必修第二册学霸028 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B.B_A=2=“x_0= （规定垂直纸面向外为正方向)，区域边 长AB=\sqrt{3}AD。一带正电的粒子从A点沿ABC.B_0=πm，v_0To 方向以速度v_0射入磁场，在T_1时刻恰好能从 C点平行DC方向射出磁场现在把磁场换成D.B_a=mmx_a=2T 按如图3所示规律变化的电场(规定竖直向10.如图甲所示，在MN下方存在竖直向上的匀 下为正方向)，相同的