11带电粒子在圆形边界磁场中的运动-2024年高考物理考前30天计算题模拟精练

考前30天最新模拟题计算题满分精练 专题12.7 带电粒子在圆形边界磁场中的运动 1. （2024广东佛山一模）很多实验仪器为了不让运动的带电粒子从工作区逃逸，需要利用磁场对带电粒子进行约束。假设有一个如图所示的辐射状电场与匀强磁场，正方形边长为，圆的半径为。正方形的中心与圆的圆心同在点，圆心与圆周边沿的电势差为。圆心处有一粒子源，向外释放出质量为，带电量为的粒子，粒子初速度近似为零，重力不计。求： （1）粒子离开电场时的速度大小； （2）若沿垂直于正方形边界的方向从电场射出的粒子恰好飞不出磁场，此时匀强磁场的磁感应强度多大？该粒子在磁场中运动时离点的最大距离多大？ 2. (2024山西吕梁和孝义期末). 2023年是芯片行业重要的里程碑，中国成为了全球生产芯片的重要国家。离子注人是芯片制造过程中一道重要的工序。图甲所示，是离子注入工作原理的示意图，A处的离子无初速的“飘入”加速电场；经电场加速后从P点沿半径方向进入半径为r的圆形匀强磁场区域，经磁场偏转，最后打在竖直放置的硅片上。离子的质量为m、电荷量为q，加速电场的电压为U，不计离子重力。求： （1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小v； （2）若磁场方向垂直纸面向外，离子从磁场边缘上某点出磁场时，可以垂直打到硅片上，求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）为了追求芯片的精致小巧，需要对硅片材料的大小有严格的控制。如图乙所示，O点到硅片的距离为2r，磁场的磁感应强度满足，要求所有离子都打到硅片上，求硅片的最小长度l。 3. （2024山东威海银滩高中质检）如图，圆心为O、半径为r的圆形区域内没有磁场，圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B，P是圆外一点，OP=3r。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从P点在纸面内垂直于OP射出。不计重力，。求： （1）若要使粒子不进入圆形区域，速度应满足怎样的条件？ （2）若粒子能进入圆形区域且经过圆心O，粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间； （3）在（2）的情况下粒子第一次从圆形区域射出后，粒子再次射入圆形边界所用的时间。（已知） 4. （2024安徽合肥一中等省10联考）在如图所示的直角坐标系中，半径的小圆其圆心刚好位于坐标原点，半径的大圆和小圆相交，大圆的圆心坐标为（0，0.4m），大圆减去小圆部分充满垂直纸面向外的匀强磁场，abc为三束相同的粒子束，其相互之间的间距为，，a粒子从处从磁场外沿x轴正方向射向磁场，其刚好能沿小圆半径方向穿过坐标原点。在y轴负半轴上垂直y轴放置一长度和小圆直径相等的电子屏，该屏的中心位于y轴上，若粒子击中电子屏能被完全吸收。已知粒子的质量，带电量，发射速度，每束粒子单位时间内发射的数量个，不计粒子的重力和粒子之间相互作用，，，求： （1）磁场的磁感应强度B大小； （2）电子屏能同时探测到三种粒子时与x轴的最大距离； （3）求电子屏在y轴上不同位置受到粒子的平均撞击力在y轴方向上的分量大小。 5．（14分）(2024湖南部分重点高中3月联考)如图所示，在第Ⅰ、Ⅳ象限和第Ⅱ象限半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆形区域与x轴相切于A点，A点横坐标为．在第Ⅱ、Ⅲ象限与y轴之间充满水平方向的匀强电场（图中未画出）．位于A的粒子源可以源源不断的朝磁场内各个方向以射入某种粒子，发现粒子最终都水平进入了第Ⅰ象限，做圆周运动后打到了位于y轴负方向上的光屏上到的范围内．带电粒子的重力忽略不计，求： （1）带电粒子所带电荷的正负及比荷； （2）匀强电场的方向和电场强度E的大小； （3）在第Ⅰ、Ⅳ象限范围内有粒子通过的最窄处的宽度． 6. （2024河北邯郸一模）如图所示的环形区域中存在垂直于纸面向外的匀强磁场，已知外圆半径是内圆半径的倍，内圆半径为R。MN为磁场外圆边界的直径，一群均匀分布、质量为m、带电荷量为的粒子垂直MN以速度v平行射入磁场区域，粒子入射范围的宽度等于MN的长度。已知正对圆心O入射的粒子恰好没有射入内圆，不计粒子重力及粒子间的相互作用。求： （1）磁场的磁感应强度大小； （2）若某粒子可以垂直射入内圆，则该粒子从进入磁场到内圆所需的时间； （3）从M点射入的粒子第一次在环形磁场中速度偏转角的余弦值。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 考前30天最新模拟题计算题满分精练 专题12.7 带电粒子在圆形边界磁场中的运动 1. （2024广东佛山一模）很多实验仪器为了不让运动的带电粒子从工作区逃逸，需要利用磁场对带电粒子进行约束。假设有一个如图所示的辐射状电场与匀强磁场，正方形边长为，圆的半径为。正方形的中心与圆的圆心同在点，圆心与圆周边沿的电势差为。圆心处有一粒子源，向外释放出