第十章 小专题(十四) 带电粒子在匀强磁场中运动的临界、多解和动态圆问题-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮限时巩固（新教材，人教版）

小专题(十四)　带电粒子在匀强磁场中 运动的临界、多解和动态圆问题 1.(2022·湖北黄石模拟)如图所示,在平面直角坐标系xOy的第Ⅳ象限内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场,一质量为5×10-8 kg、电荷量为1×10-6 C的带正电粒子,以20 m/s的速度从y轴上的P点沿与y轴负方向成45°角的方向进入磁场。已知OP=10(2+) cm,不计粒子所受重力,若粒子恰好未进入x轴上方区域,则磁场的磁感应强度的大小为(　　) A.3 T B.5 T C.8 T D.10 T 2.(2022·广东深圳模拟)如图所示的虚线框内有一垂直纸面向里的匀强磁场,一束粒子以不同速率垂直于磁场方向,沿图中方向射入磁场后,分别从A、C、D三点射出磁场,设其在磁场中运动的时间分别为tA、tC、tD,则下列说法正确的是(　　) A.tA>tD B.tD<tC C.粒子带负电 D.从A点出射粒子速度最大 3.(2022·广东深圳模拟)两个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域,其运动轨迹如图。若不计粒子所受的重力,则下列说法正确的(　　) A.a粒子动能较大 B.b粒子速率较大 C.b粒子在磁场中运动时间较长 D.a粒子做圆周运动的周期较长 4.(2022·广东佛山模拟)(多选)如图所示,直角三角形abc内有方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,∠a=30°,ac=L,P为ac的中点。在P点有一粒子源可沿平行cb方向发出速度大小不等的同种带负电荷的粒子,粒子的电荷量为q、质量为m。不计粒子的重力,下列判断正确的是(　　) A.不可能有粒子从a点射出 B.可能有粒子从a点射出 C.bc上可能被粒子打中区域的长度为 D.粒子在磁场中运动的最长时间为 5.(2022·广西玉林二模)阿尔法磁谱仪是目前在太空运行的一种粒子探测器,其关键的永磁体系统是由中国研制的。如图,探测器内边长为L的正方形abcd区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,当宇宙中带电荷量为+q的粒子从ab中点O沿纸面垂直ab边射入磁场区域时,磁谱仪记录到粒子从ad边射出。则这些粒子进入磁场时的动量p满足(　　) A.≤p≤ B.≤p≤qBL C.qBL≤p≤ D.p≤或p≥ 6.利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子,图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,板上有两条宽度分别为2d和d的缝,两缝近端相距为L。一群质量为m、电荷量为q、具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场,对于能够从宽度为d的缝射出的粒子,下列说法正确的是(　　) A.粒子带正电 B.射出粒子的最大速度为 C.保持d和L不变,增大B,射出粒子的最大速度与最小速度之差减小 D.保持d和B不变,增大L,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 7.(2022·广东茂名模拟)(多选)如图所示,L1和L2为两条平行的虚线,L1上方和L2下方都是范围足够大,且磁感应强度相同的匀强磁场,A、B两点都在L2上。带电粒子从A点以初速度v0与L2成30°角斜向右上方射出,经过偏转后正好过B点,经过B点时速度方向也斜向上,不计重力,下列说法正确的是(　　) A.若将带电粒子在A点时的初速度变大(方向不变),它仍能经过B点 B.带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点时的速度大小相同 C.若将带电粒子在A点时的初速度方向改为与L2成60°角斜向右上方,它将不能经过B点 D.此带电粒子既可以是正电荷,也可以是负电荷 8.(2022·广东广州模拟)如图所示,在直角边长为L的等腰直角三角形ABC内有垂直于三角形平面向里的匀强磁场,∠B=90°。在顶点A有一粒子源,可以在垂直磁场的平面内,在AC和AB之间向各个方向均匀射入质量为m、电荷量为q、速度大小均为v0的带正电的粒子,结果有的粒子从AC边射出,不计粒子受到的重力,求: (1)匀强磁场的磁感应强度大小; (2)粒子在磁场中运动的最长时间及BC边有粒子射出的区域长度。 9.如图所示,某真空室内充满匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场内有一块足够长的平面感光板MN,点a为MN与水平直线ab的交点,MN与直线ab的夹角为θ=53°,ab间的距离为d=10 cm。在b点的点状电子源向纸面内各个方向发射电子,电子做圆周运动的半径为r=5 cm,不计电子间的相互作用和重力,取sin 53°=0.8,则MN上被电子打中的区域的长度为(　　) A.6 cm B.8 cm C.10 cm D.12 cm 10.(2022·湖北黄冈模拟)(多选)如图所示,半径分别为R和2R的同心圆处于同一平面内,O为圆心,两圆形成的圆环内有垂直圆面向里的匀强磁场(圆形边界处也有磁场),磁感应强度大小为B。一质量为