假期作业（三）带电粒子在匀强磁场中的运动-2024年新教材高二物理暑假必刷题【高考解码·过好假期每一天】

高二物理 假期作业（三） 带电粒子在匀强磁场中的运动 摘要 1.了解带电粒子在匀强磁场中的运动规律 >》厚积薄发 ·勒演练 (((( 2.掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的 一、单选题 半径公式和周期公式及应用. 1.如图所示，在Oy坐标系的第 y 3.了解电磁现象在现代科技中的应用. 一象限内存在匀强磁场.一带 >> 有问必答·固双基 电粒子在P点以与x轴正方 × << 向成60°的方向垂直磁场射 1,沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子， 入，并恰好垂直于y轴射出磁 在匀强磁场中做什么运动？ 场.已知带电粒子质量为m、电荷量为q,OP=a. 不计重力.根据上述信息可以得出 A.带电粒子在磁场中运动的轨迹方程 2.推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的 B.带电粒子在磁场中运动的速率 半径公式. C.带电粒子在磁场中运动的时间 D.该匀强磁场的磁感应强度 2.如图所示，一个立方体空间被对角平面MNPQ划 分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相 典例精析·拓思维 等、方向相反且与之轴平行的匀强磁场.一质子以 ((< 某一速度从立方体左侧垂直O平面进入磁场， 【例】如图所示，质量为m,电荷 X和X X 并穿过两个磁场区域.下列关于质子运动轨迹在不 量为q的负离子，以速度v垂 同坐标平面的投影中，可能正确的是 () 直于荧光屏S经过小孔O射入 ×× B 匀强磁场中，磁场方向与离子 ×××× 的运动方向垂直，磁感应强度$ ×××× 的大小为B,处于真空中.求： (1)离子打在荧光屏上的位置离O点的距离是多少？ 质子 (2)若离子进入磁场后经过一段时间到达P点， 已知OP连线与人射方向的夹角为0，求离子从 O到P所经历的时间？ 【解析】(1)离子的初速度 × 与匀强磁场的方向垂直，在 洛伦兹力作用下，做匀速圆 × 周运动.设圆半径为r,作出 其运动轨迹，如图 由牛顿第二定律可得：Bgv X =m解得：r=吧 aB 如图所示，离子回到屏S上的位置与O点的距 离为：d=2r=2m巴 gB (2)当离子到位置P时，圆心角：a=20 C 3.如图所示，空间中存在一垂 离子运动的时间为1=T,而周期T=2 2π qB 直于纸面向里、磁感应强度 大小为B的匀强磁场，磁场 ×XX30°X 所以联立以上三式得：离子运动时间t=2 qB· 上下边界平行且相距为d,一带正电粒子以速 【答案】(1)2m qB (2)20m 度v从下边界某点垂直于磁场方向射入磁场， qB 入射速度方向与下边界成30°角.若粒子恰好不 【规律方法】分析带电粒子在磁场中做圆周运 从上边界穿出磁场，不计粒子重力，则粒子的比 动问题的要点 荷大小为 ( (1)确定粒子的运动轨迹、半径、圆心角等是解 A.②+3) B.4-23)u 决此类问题的关键. 2Bd Bd (2)掌握粒子在匀强磁场中做圆周运动的轨迹 C.23)0 D.4+23) 半径公式和周期公式是分析此类问题的依据. 2Bd Bd 假期作业（三） 4.磁流体发电的原理如 在磁场中运动一段时间后从y轴上的Q点（图 图所示.将一束速度为 中未画出)垂直y轴射出磁场.第二、三象限内 v的等离子体（含有大 无电场和磁场.求： 量正、负带电粒子)垂 等离千体@ 直于磁场方向喷入磁 感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d、宽为 a、长为b的两平行金属板间便产生电压.如果把 + 上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电 源的两极.稳定时两板间等离子体有电阻.忽略 边缘效应，下列判断正确的是 ) A.上板为负极 B.上、下两极板间的电压U=Bvd XX C.等离子体浓度越高，电动势越大 (1)匀强电场的电场强度大小E: D.该发电机不需要外界提供能量 (2)匀强磁场的磁感应强度大小B及粒子在磁 二、多选题 场中运动的时间. 5.粒子物理研究中使用的 一种球状探测装置横截 粒子2 面的简化模型如图所示. X XX 内圆区域有垂直纸面向 M 里的匀强磁场，外圆是探 ×x粒子 测器.两个粒子先后从P 点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区 域后打在探测器上的M点.粒子2经磁场偏转 后打在探测器上的N点.装置内部为真空状态， 忽略粒子重力及粒子间相互作用力.下列说法 正确的是 ( A.粒子1可能为中子 B.粒子2可能为电子 C.若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器 上的Q点 D.若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测 器上的Q点 6.如图所示的区域共有六处开 口，各相邻开口之间的距离都 相等，匀强磁场垂直于纸面，不 同速度的粒子从开口a进人该 区域，可能从b、c、d、e、f五个 开口离开，粒子就如同进入“迷 6 宫”一样，可以称作“粒子迷 宫”.以下说法正确的是 A.从d口离开的粒子不带电 B.从e、f口离开的粒子带有异种电