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课时跟踪检测(三十三) 磁场对运动电荷的作用
1.(2025·山东济南三模)(多选)地球的磁场是保护地球的一道天然屏障,它阻挡着能量很高的太阳风粒子直接到达地球表面,从而保护了地球上的人类和动植物。地球北极的磁场是沿竖直轴对称的非均匀磁场,如图所示为某带电粒子在从弱磁场区向强磁场区前进时做螺旋线运动的示意图,不计带电粒子的重力,下列说法正确的是 ( )
A.该带电粒子带正电
B.从弱磁场区到强磁场区的过程中带电粒子的速率不变
C.带电粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离不变
D.一段时间后该带电粒子可能会从强磁场区到弱磁场区做螺旋线运动
2.如图所示,摆球带负电荷的单摆在一匀强磁场中摆动,匀强磁场的方向垂直纸面向里,摆球在AB间摆动过程中,由A摆到最低点C时,摆线拉力的大小为F1,摆球加速度大小为a1;由B摆到最低点C时,摆线拉力的大小为F2,摆球加速度大小为a2,则 ( )
A.F1>F2,a1=a2 B.F1<F2,a1=a2
C.F1>F2,a1>a2 D.F1<F2,a1<a2
3.(2024·广西高考)Oxy坐标平面内一有界匀强磁场区域如图所示,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。质量为m、电荷量为+q的粒子,以初速度v从O点沿x轴正向开始运动,粒子过y轴时速度与y轴正向夹角为45°,交点为P。不计粒子重力,则P点至O点的距离为 ( )
A. B.
C.(1+) D.
4.如图所示,物块a带正电,表面都涂有绝缘层的物块b不带电,两物块叠放在光滑水平地面上,空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,现用水平恒力F拉物块b,两物块一起无相对滑动地沿地面加速向左运动,下列说法正确的是 ( )
A.物块a受到的摩擦力变小
B.物块b受到的摩擦力变大
C.物块b对地面的压力变大
D.地面对物块b的支持力变小
5.(2025·广西柳州三模)(多选)如图所示,MN上方存在匀强磁场,同种粒子a、b从O点射入匀强磁场中,两粒子的入射方向与磁场边界MN的夹角分别为30°和60°,且均由P点射出磁场,则a、b两粒子 ( )
A.运动半径之比为∶1
B.初速率之比为1∶
C.运动时间之比为5∶2
D.运动时间之比为6∶5
6.(多选)如图所示,在直角三角形CDE区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,P为直角边CD的中点,∠C=30°,CD=2L,一束相同的带负电粒子以不同的速率从P点垂直于CD射入磁场,粒子的比荷为k,不计粒子间的相互作用和重力,则下列说法正确的是 ( )
A.速率不同的粒子在磁场中运动时间一定不同
B.从CD边飞出的粒子最大速率为
C.粒子从DE边飞出的区域长度为L
D.从CE边飞出的粒子在磁场中运动的最长时间为
7.(2025·北京海淀一模)如图所示,真空区域内有宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向里,MN、PQ 是磁场的边界。质量为m、电荷量为q 的带正电的粒子(不计重力),沿着与MN夹角θ为30°的方向以某一速度射入磁场中,粒子恰好未能从PQ边界射出磁场。下列说法不正确的是 ( )
A.可求出粒子在磁场中运动的半径
B.可求出粒子在磁场中运动的加速度大小
C.若仅减小射入速度,则粒子在磁场中运动的时间一定变短
D.若仅增大磁感应强度,则粒子在磁场中运动的时间一定变短
8.(2025·湖南长沙模拟)如图所示,射线AB、AC为一足够大的匀强磁场区域的边界,内部磁场方向垂直纸面向里。两个质量相同且带异种电荷的粒子a、b以相同的速度先后从AB边上的D点垂直AB边射入磁场,两粒子运动的轨迹均与AC相切,忽略粒子受到的重力及粒子间的相互作用力,sin ∠BAC=0.6,下列说法正确的是 ( )
A.a粒子带负电
B.a、b两粒子运动轨迹半径之比为3∶1
C.a、b两粒子所带的电荷量之比为1∶4
D.b粒子在磁场中的轨迹直径等于两切点的距离
9.(2025·四川乐山三模)(多选)如图所示,在一个半径为R的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,O为圆形区域磁场的圆心。现有一质量为m,带电量为-q(q>0)的粒子从距直径MON为的P点平行于直径MON方向射入磁场,其运动轨迹通过磁场圆心O。不计粒子重力,下列说法正确的是 ( )
A.粒子运动的轨迹半径为R
B.粒子射入磁场的速率为
C.粒子在磁场中运动时间为
D.粒子会从O点正下方射出磁场
10.(2025·河北衡水模拟)(多选)如图,空间存在着垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画出),M是垂直于x轴的荧光屏,O点到屏M的距离为R。O点为一粒子源,从O点沿Oy方向发射出一束速度不同、比荷相同的带正电粒子,经磁场偏转后均能水平向右垂直打在屏M上,已知粒子以最大速度v0在磁场中运动轨迹如图中所示,则 ( )
A.磁场方向垂直于纸面向里
B.带电粒子的比荷为
C.磁场区域最小面积为
D.磁场区域最小面积为
11.(12分)(2024·重庆高考)有人设计了一种粒子收集装置,如图所示。比荷为的带正电的粒子,由固定于M点的发射枪以不同的速率射出后,沿射线MN方向运动,能收集各方向粒子的收集器固定在MN上方的K点,O在MN上,且KO垂直于MN。若打开磁场开关,空间将充满磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,速率为v0的粒子运动到O点时,打开磁场开关,该粒子全被收集,不计粒子重力,忽略磁场突变的影响。
(1)求OK间的距离;(3分)
(2)速率为4v0的粒子射出瞬间打开磁场开关,该粒子仍被收集,求MO间的距离;(4分)
(3)速率为4v0的粒子射出后,运动一段时间再打开磁场开关,该粒子也能被收集。以粒子射出的时刻为计时0点,求打开磁场的那一时刻。(5分)
卷码
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