2027届高考物理一轮复习专项练 专题11.3 带电粒子在单磁场中运动

专题11.3 带电粒子在单磁场中运动

1直线边界磁场中运动

1.1在单直线边界单磁场中运动

1. 如图，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成θ=120o角，若粒子穿过轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是(    )

  A.，正电荷     B.，正电荷    

  C.，负电荷     D.，负电荷

2. 如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为(    )

   A.1:2 B.2:1 C.1: D.1:1

3. (多选)A、B两个离子同时从匀强磁场的直边界上的P、Q点分别以60°和30°(与边界的夹角)射入磁场，又同时分别从Q、P点穿出，如图所示．设边界上方的磁场范围足够大，下列说法中正确的是(    )

  A.A为正离子，B为负离子

  B.A、B两离子运动半径之比为1∶

  C.A、B两离子速率之比为1∶

  D.A、B两离子的比荷之比为2∶1

4. 平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面(纸面)如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外.一带电粒子的质量为m，电荷量为q(q>0).粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角.已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场.不计重力.粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为(    )

  A. B.  C.  D.

5. 如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应)(    )

  A.d随v0增大而增大，d与U无关

 B.d随v0增大而增大，d随U增大而增大
 C.d随U增大而增大，d与v0无关
 D.d随U增大而增大，d随v0增大而减小

1.2在双直线边界单磁场中运动

6. 如图所示，一束电子(电量为e)以速度v0垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°，则电子的质量是多少？穿过磁场的时间是多少？

 

7. (多选)长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是(    )

  A. 使粒子的速度v< B.使粒子的速度v>

  C.使粒子的速度v> D. 使粒子速度<v<

8. 两个电量分别为q和－q的带电粒子分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示，则(    )

  A.a粒子带正电，b粒子带负电

  B.两粒子的轨道半径之比Ra∶Rb＝

  C.两粒子的质量之比ma∶mb＝1∶2

  D.两粒子的速度之比va∶vb＝1∶2

2圆形边界磁场中运动

2.1在开放的圆形磁场中运动

9. (多选)如图所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场.带电粒子(不计重力)第一次以速度v1沿截面直径入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转60°角；该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90°角.则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的(    )

  A.半径之比为∶1 B.速度之比为1∶

  C.时间之比为2∶3 D.时间之比为3∶2

10. 半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B点射出.∠AOB＝120°，如右图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为(    )

  A.  B. C.  D.

11. 如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过Δt时间从C点射出磁场，OC与OB成60°角.现将带电粒子的速度变为 ，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为 (    )

  A.Δt  B.2Δt  C.Δt D.3Δt

12. (多选)如图所示，在半径为R的圆形区域内有匀强磁场，在边长为2R的正方形区域里也有匀强磁场.两个磁场的磁感应强度大小相同，两个相同的带电粒子以相同的速率分别从M、N两点射入匀强磁场.在M点射入的带电粒子，其速度方向指向圆心；在N点射入的带电粒子，速度方向与边界垂直，且N点为正方形边长的中点，则下列说法正确的是(    )

  A.带电粒子在磁场中飞行的时间可能相同

  B.从M点射入的带电粒子可能先飞出磁场

  C. 从N点射入的带电粒子可能先飞出磁场

  D.从N点射入的带电粒子不可能比M点射入的带电粒子先飞出磁场

13. 一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示.图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动.在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角.当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒，不计重力.若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为(    )

  A.   B.  C.   D.

14. 如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场.一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb，当速度大小为vc时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc，不计粒子重力.则(    )