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专题12
带电粒子在磁场中的运动
罗典例在线
【例题】(2023春湖南衡阳高三校考开学考试)如图,虚线MV的右侧有垂直纸面向里的匀强磁场,在图
示平面内两比荷相同的带正电粒子、b从MN上的同一点沿不同方向射入匀强磁场后,又从MN上的同一
点射出磁场。已知Q粒子初速度的方向垂直虚线MN,粒子的重力和粒子间的相互作用忽略不计,则下列描
述两粒子速度大小的关系图像正确的是()
M×××××××
×
××
X
+
M
M
A.
B.
D
解题技巧
1带电粒子在有界匀强磁场中的运动
(1)粒子从同一直线边界射入磁场和射出磁场时,入射角等于出射角粒子经过磁场时速度方向的偏转角等
于其轨迹的圆心角.(如图,8=02=6)
入0
(2)圆形边界(进、出磁场具有对称性)】
①沿径向射入必沿径向射出,如图所示
1
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②不沿径向射入时
射入时粒子速度方向与半径的夹角为8,射出磁场时速度方向与半径的夹角也为0,如图所示
N
2.临界问题
(1)解决带电粒子在磁场中运动的临界问题,关键在于运用动态思维,寻找临界点,确定临界状态,根据
粒子的速度方向找出半径方向,同时由磁场边界和题设条件画好轨迹,定好圆心,建立几何关系
(2)粒子射出或不射出磁场的临界状态是粒子运动轨迹与磁场边界相切
3多解问题
题目描述的条件不具体,存在多解的可能性,常见的多解原因有:
(1)磁场方向不确定形成多解:
(2)带电粒子电性不确定形成多解:
(3)速度不确定形成多解:
(4)运动的周期性形成多解
发式训练
【变式训练】(2023辽宁锦州高三统考期末)如图所示,由半圆和矩形组成的区域内存在
垂直纸面向里的匀强磁场,甲、乙两带电粒子从A点沿水平直径AP以相同速度入射(不计两粒子的相互
作用),结果甲、乙两粒子分别从C、D点射出,已知CE⊥AP,0-
,∠C0P=60°,sin37°=0.6,
sin53°=0.8,则下列说法正确的是()
A.甲粒子带正电
65
B.甲、乙两粒子的比荷之比为5
2
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24V5
C.
甲、乙两粒子在磁场中运动的时间之比为53
60
D.
甲、乙两粒子在磁场中运动的时间之比为53
刷模拟
一、单选题
1,(2023江苏扬州高三统考期末)云室中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,一个质量为m、速度为
的电中性粒子在A点分裂成带等量异号电荷的粒子α和b,如图所示,a、b在磁场中的径迹是两条相切的
圆弧,半径之比。:=6:1,相同时间内的径迹长度之比。。=3:1,不计重力及粒子间的相互作用力()
+
b
+
x a
A.粒子a电性为正
B.粒子a、b的质量之比m:m,=6:l
C.粒子a、b在磁场中做圆周运动的周期之比T,:T=1:2
D.粒子方的动量大小A气m
2.(2023春·河南漯河·高三漯河高中校考开学考试)比荷为k的带正电粒子以速度y对准圆心0沿着A0方
向射入半径为R的圆形匀强磁场区域,从磁场区域射出时速度方向偏转60°,若不计粒子的重力,则()
X
X BX
+
A.带电粒子在圆形匀强磁场中运动的轨迹半径为R
3v
B.圆形匀强磁场区域的磁感应强度为3认R
3
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πR
C.带电粒子在圆形匀强磁场中运动的路程为3
√2πR
D.带电粒子在匀强磁场中运动的时间为3v
3.(2023春福建南平高三校联考阶段练习)如下图,半径为R的圆心区域中充满了垂直于纸面向里,磁
感应强度为B的匀强磁场,一不计重力的带电粒子从图中A点以速度垂直磁场射入,速度方向与半径方
向成45°角,当该粒子离开磁场时,速度方向恰好改变了180°,下列说法正确的是()
45924××
1
/XX×BX
××××
××××
A.该粒子带正电
2y6
B.该粒子的比荷为BR
C.
该粒子出磁场时速度方向的反向延长线通过O点
√2πR
D.该粒子在磁场中的运动时间为2
4,(2023甘肃统考一模)如图所示,直角三角形ABC区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,4B=90°,
LC=30°。某种带电粒子(重力不计)以不同速率从BC边上D点垂直BC边射入磁场,速率为”时粒子垂
直AC边射出磁场,速率为时粒子从BC边射出磁场,且运动轨迹恰好与AC边相切,粒子在磁场中运动
轨迹半径为、及,运动时间为、。下列说法正确的是()
y
A.