专题05 相邻方向相反磁场模型-2023年高考物理磁场常用模型最新模拟题精练

2023年高考物理《磁场》常用模型最新模拟题精练 专题5. 相邻方向相反磁场模型 一．选择题 1. （2023重庆沙家坝重点中学质检） 如图，足够长的荧光屏OA的上方区域存在匀强磁场，边界MN左侧区域的磁场方向垂直纸面向里，右侧区域的磁场方向垂直纸面向外，两区域的磁感应强度大小均为B。光屏上方有一粒子源紧挨着O点，可沿OA方向不断射出质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子。粒子打在荧光屏上时，荧光屏相应位置会发光。已知粒子的速率可取从零到某最大值之间的各种数值，速率最大的粒子恰好垂直打在光屏上，OM之间的距离为，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则（　　） A. 粒子的最大速率为 B. 荧光屏上的发光长度 C. 打中荧光屏的粒子运动时间的最小值为 D. 打中荧光屏的粒子运动时间的最大值为 2. .如图所示，两个中心重合的正三角形线框内分别存在着垂直于纸面向里和垂直于纸面向外的匀强磁场，已知内部三角形线框ABC边长为2a，内部磁感应强度大小为B0，且每条边的中点开有一个小孔。有一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从AB边中点D垂直AB进入内部磁场。如果要使粒子恰好不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D点射入内部磁场，下列说法正确的是(　　) A．三角形ABC与A′B′C′之间的磁感应强度大小也为B0 B．三角形A′B′C′的边长可以为2a C．粒子的速度大小为 D．粒子再次回到D点所需的时间为 3. .如图所示，边长为L的等边三角形abc为两个匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，三角形外的磁场范围足够大、方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B.顶点a处的粒子源将沿∠a的角平分线发射质量为m、电荷量为q的带负电粒子，其初速度v0＝，不计粒子重力，则(　　) A．粒子第一次到达b点的时间是 B．粒子第一次到达c点的时间是 C．粒子第一次返回a点所用的时间是 D．粒子在两个有界磁场中运动的周期是 4. (2021高考辽宁模拟卷)一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，其边界如图中虚线所示，为半圆，与直径共线，间的距离等于半圆的半径。一束质量均为m、带电荷量均为的粒子，在纸面内从c点垂直于ac射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用和粒子重力。在磁场中运动时间最短的粒子的运动时间为( ) A. B. C. D. 二．计算题1. （2022河北唐山三模）如图为控制高能粒子在不同位置发生正碰的装置。关于y轴对称间距为的直线边界和之间有两个有界匀强磁场。两磁场的边界在x轴上方，与x轴距离h可调。下方磁场垂直纸面向里，上方磁场垂直纸面向外，磁感应强度均为B。高速正、负电子分别从和磁场边界上沿x轴以相同速率同时进入磁场。调节电子速率和h，控制正负电子在y轴不同位置发生正碰，碰撞时速度与y轴垂直。已知电子质量为m、电荷量大小为e、不计粒子间的相互作用力和重力。求： （1）正、负电子同时以相同速度进入磁场，经过边界一次后在y轴发生正碰，求h大小； （2）正、负电子同时以相同速度进入磁场，调节h使正负电子在y轴不同位置发生正碰，求h的可能大小。 2. （2022河北石家庄二中模拟）如图所示，厚度不计的光滑绝缘板、间距为，板长为，板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小。两板的上边界连线及其上方和下边界连线及其下方的空间都存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一个质量为的带电的粒子，电量为，从的中点S与板成角垂直于磁场射入板间，在磁场作用下经点垂直于边界并恰好能无碰撞地射入上部磁场区域，轨迹如图所示，不计粒子重力。 （1）求粒子从S点射入板间的速度的大小； （2）若该粒子射入上部磁场区后，又恰好能从点无碰撞地返回板间磁场，运动过程中与绝缘板相碰时无能量损失且遵循反射定律，经过一段时间后该粒子能再回到S点（回到S点的运动过程中与板只碰撞一次），求粒子从S点出发到再回到S点的时间； （3）若其他条件均不变，板不动，将板从原位置起向右平移，且保证区域内始终存在垂直纸面向里的匀强磁场，若仍需让粒子回到S点（回到S点的运动过程中仍然与板只碰撞一次），则到的垂直距离应满足什么关系？（用来表示） 3. （2022广东汕头模拟）如图所示，PQ、MN是相互平行、间距为L的长直边界，在两边界外侧都存在匀强磁场，方向均垂直于纸面向内，右侧磁场的磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为的带电粒子从MN边界的O点以大小为的初速度垂直于边界沿纸面射入右侧磁场区，一段时间后粒子再次经过O点，这过程中粒子有两次进入左侧磁场区运动。不计粒子的重力。 （1）求左侧磁场的磁感应强度； （2）在PQ、MN边界之间的区域加上方向垂直于边界的匀强电场，然后使粒子从O点以同样的条件射出，结果粒子同样能返回O点，而且所用