2022年高考物理總復(fù)習(xí) 專題8 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分組訓(xùn)練（含解析）

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1、2022年高考物理總復(fù)習(xí) 專題8 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分組訓(xùn)練（含解析）A組臨界與極值問題1如圖12所示，邊界OA與OC之間分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，邊界OA上有一粒子源S.某一時(shí)刻，從S平行于紙面向各個(gè)方向發(fā)射出大量帶正電的同種粒子(不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，經(jīng)過一段時(shí)間有大量粒子從邊界OC射出磁場(chǎng)已知AOC60，從邊界OC射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間等于(T為粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期)，則從邊界OC射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為()圖12A.BCD【答案】AB【解析】粒子在磁場(chǎng)中做逆時(shí)針方向的圓周運(yùn)動(dòng)，由于所有粒子的速度大小相同，故弧長(zhǎng)越

2、小，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就越短由于粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為，沿SA方向射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，如圖所示作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡圖，由幾何關(guān)系可知當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)繞過的弧所對(duì)應(yīng)的弦垂直邊界OC時(shí)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，SDOC，則SDES，即弦SD等于半徑，相應(yīng)DOS60，即最短時(shí)間為tT，所以A、B正確2(xx汕頭測(cè)評(píng))如圖13為磁流體發(fā)電機(jī)的原理圖，等離子體束(含有正、負(fù)離子)以某一速度垂直噴射入由一對(duì)磁極CD產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，A、B是一對(duì)平行于磁場(chǎng)放置的金屬板，穩(wěn)定后電流表中的電流從“”極流向“”極由此可知()圖13AD磁極為N極B正離子向B板偏轉(zhuǎn)C負(fù)離子向D磁極偏轉(zhuǎn)D離子在

3、磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)過程洛倫茲力對(duì)其不做功【答案】AD【解析】由電流表中電流的方向，可知金屬板A集聚了正離子，金屬板B集聚了負(fù)離子，說明等離子體束中的正離子受到的洛倫茲力向上，根據(jù)左手定則，可知磁場(chǎng)方向由D指向C，D磁極為N極，故A選項(xiàng)正確，因洛倫茲力不做功，D正確B組多解問題3.(xx江門質(zhì)檢)垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾葹閐，一個(gè)電子以速度v沿圖14所示方向垂直磁場(chǎng)方向及磁場(chǎng)邊界射入該區(qū)域，恰好不能飛過場(chǎng)區(qū)，采取如下哪些方法，可能使該電子飛到場(chǎng)區(qū)右側(cè)()圖14A增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B改變v的方向C減小dD將磁場(chǎng)反向【答案】BC【解析】因電子恰好不能飛過場(chǎng)區(qū)，說明其運(yùn)動(dòng)軌跡恰好與右邊界相切，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑

4、為d，若讓電子飛到場(chǎng)區(qū)右側(cè)，則可改變v的方向，使圓心向右偏，或減小d，都能使電子飛到場(chǎng)區(qū)右側(cè)，選項(xiàng)B、C正確4如圖15所示，垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在正方形abcd區(qū)域內(nèi)，O點(diǎn)是cd邊的中點(diǎn)一個(gè)帶正電的粒子僅在磁場(chǎng)力的作用下，從O點(diǎn)沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi)，經(jīng)過時(shí)間t0剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng)現(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點(diǎn)沿紙面以與Od成30的方向，以大小不同的速率射入正方形內(nèi)，那么下列說法中正確的是()圖15A若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是t0，則它一定從cd邊射出磁場(chǎng)B若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是t0，則它一定從ad邊射出磁場(chǎng)C若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是t0，則它一定從bc邊射出磁場(chǎng)D若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是t0，則它一定從ab邊射出磁場(chǎng)【答案】AC【解析】作出從ab邊射出的軌跡、剛好從bc邊射出的軌跡、從cd邊射出的軌跡和剛好從ad邊射出的軌跡.由帶正電的粒子從O點(diǎn)沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi)，經(jīng)過時(shí)間t0剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng)可知，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是2t0.如圖可知，從ab邊射出經(jīng)歷的時(shí)間一定不大于，從bc邊射出經(jīng)歷的時(shí)間一定不大于，從cd邊射出經(jīng)歷的時(shí)間一定是，從ad邊射出經(jīng)歷的時(shí)間一定不大于.所以選項(xiàng)A、C正確