专题15 带电粒子在交变电磁场中运动模型-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15 带电粒子在交变磁场中运动模型 1. (2023湖南怀化名校联考)在如图所示的正方形平面oabc内存在着垂直于该平面的匀强磁场，磁感应强度的变化规律如图所示．一个质量为m、带电量为的粒子不计重力，在时刻平行于oc边从o点射入磁场中．已知正方形边长为L，规定磁场向外的方向为正，磁感应强度的最大值为求： 带电粒子在磁场中做圆周运动的周期； 若带电粒子不能从oa边界射出磁场，磁感应强度B变化周期T的最大值； 要使带电粒子从b点沿着ab方向射出磁场，满足这一条件的磁感应强度变化的周期T及粒子磁场时的速度． 2. （2022山东青岛二模）如图甲，三维坐标系中平面的左侧虚线区域内存在一未知电场，平面的右侧存在平行轴方向周期性变化的磁场和沿轴正方向竖直向上的匀强电场，电场强度。一质量、电荷量的带正电液滴，从平面内的点沿轴方向以的初速度进入未知电场区域，经过到达原点第1次经过轴，此时速度大小，方向在平面内与轴正向成角斜向下。把液滴到达原点的时刻记为，此时磁场沿轴负方向，磁场随时间变化的关系如图乙所示，其中、，重力加速度。 （1）求液滴从点到原点的过程中，受到的电场力的冲量大小； （2）求液滴从第1次到第4次经过轴的时间间隔； （3）在时刻撤去电场和磁场，同时在整个空间区域加上竖直向上的匀强磁场，磁感应强度，求液滴继续运动过程中达到最大高度时的位置坐标。 3. (2022辽宁沈阳二模)如图甲所示，真空中两块金属板AB、CD水平、正对放置，其长度为L，间距为d，且L=d=0.2m。过金属板B、D端的竖直边界线的右侧有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度，方向垂直纸面向里。现将CD板接地，AB板的电势随时间t变化的规律如图乙所示，周期T=0.2s。带正电的粒子流以速度沿两板间的水平中线连续射入电场，粒子的比荷为。不计粒子重力及相互作用，电场只存在于两板间，在每个粒子通过电场的极短时间内，电场可视为匀强电场。求： （1）第一个周期内，哪段时间射入电场的粒子能从电场射出； （2）粒子在磁场中运动的最长时间（保留两位有效数字）； （3）何时射入电场的粒子，从B点正上方0.15m的E点飞出。 4. （2022辽宁葫芦岛质检）（18分）如图甲所示，以两虚线M、N为边界，中间存在平行纸面且与边界垂直的电场，M、N间电压UMN的变化图像如图乙所示，电压的最大值为U0、周期为T0；M、N两侧为相同的匀强磁场区域I、II，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度均为B。t=0时，将一带正电的粒子从边界线M上的A处由静止释放，经电场加速后进入磁场，粒子在磁场中做圆周运动的周期也为T0。两虚线M、N间宽度很小，粒子在其间的运动时间忽略不计，也不考虑粒子所受的重力。 （1）求该粒子的比荷； （2）求粒子第1次和第3次到达磁场区域I的左边界线N的两位置间的距离Δd； （3）若粒子质量增加为原来的倍，电荷量不变，t=0时，将其在A处由静止释放，求t=2T0时粒子的速度。 5.(16分) （2022江苏百校大联考）如图甲所示,以两虚线M、N为边界,中间存在平行纸面且与边界垂直的电场,M、N间电压UMN的变化图像如图乙所示,电压的最大值为U0、周期为T0;M、N两侧为相同的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度均为B。t=0时,将一带正电的粒子从边界线M上的A处由静止释放,经电场加速后进入磁场,粒子在磁场中做圆周运动的周期也为T0。两虚线M、N间宽度很小,粒子在其间的运动时间忽略不计,也不考虑粒子所受的重力。 (1)求该粒子的比荷; (2)求粒子第1次和第3次到达磁场区域Ⅰ的左边界线N的两位置间的距离Δd; (3)若粒子的质量增加为倍,电荷量不变,t=0时,将其在A处由静止释放,求t=2T0时粒子的速度大小v。 6．(2023·山东日照名校联考)如图甲所示，在水平方向足够长的虚线区域Ⅰ(上下边界水平)内有交替变化的电磁场，电磁场按照如图乙所示的规律变化，电场强度大小为E，方向竖直向下，磁感应强度大小为B1＝，方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为＋q的带电粒子(重力不计)在t＝0时刻以初速度v0从上边界A点竖直向下进入区域Ⅰ，t＝(π＋3)时刻从下边界C点离开区域Ⅰ并进入半径为R的圆形区域Ⅱ，R＝，区域Ⅱ与区域Ⅰ在C点相切，区域Ⅱ中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B2＝。求： (1)t1＝时刻粒子的速度大小v1； (2)区域Ⅰ在竖直方向的宽度d； (3)粒子在区域Ⅱ中运动的时间。 7. (2020·杭州联考)如图(a)所示，匀强磁场垂直于xOy平面，磁感应强度B1按图(b)所示规律变化(垂直于纸面向外为正)．t＝0时，一比荷为＝1×105 C/kg的带正电粒子从原点沿y轴正方向射入，速度大小v＝5×