高考物理三年真题高频考点精选 考点29 带电粒子在匀强磁场中的运动

高考物理三年真题高频考点精选 考点29 带电粒子在匀强磁场中的运动内容摘要：

1、【考点知识方法解读】带电粒子垂直磁场方向进入磁场中，所受洛仑兹力大小 F=向由左手定则判断。 圆心、求半径、算时间。 定圆心。 因洛仑兹力 F 与粒子的速度方向垂直，提供向心力， 1永远指向圆心，据此可画出粒子运动轨迹中任意两点（一般是射入和射出磁场的两点）的洛仑兹力的方向（做这两点速度方向的垂线） ，其延长线的交点即为圆周轨道的圆心。 若已知入射点的速度方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射点速度方向的垂线和入射点与出射点连线的中垂线，两垂线的交点即为圆轨道的圆心。 求半径。 利用洛仑兹力等于向心力求出半径或画出轨迹示 2意图，利用几何知识常用解三角形的方法确定半径。 算时间。 若粒子运动轨 3迹 2、是一完整的圆可利用周期公式 T= 2m/出时间。 粒子运动轨迹不是一完整的圆时要利用圆心角和弦切角的关系（圆心角等于 2 倍弦切角） ，偏向角等于圆心角或四边形的四个内角和等于 360o 计算出轨迹所对的圆心角的大小，再由公式 t= 计算出运动时间。 带电粒子从某一直线边界射入匀强磁场，又从同一边界射出磁场时，粒子的入射速度方向与边界的夹角和出射速度方向与边界的夹角相等；带电粒子沿半径方向射入圆形磁场区域，必沿半径方向射出圆形磁场区域。 【最新三年高考物理精选解析】1. （2012江苏物理）如图所示，磁感应强度为B 的匀强磁场的边界。 一质量为m、电荷量为q 的粒子在纸面内从O 点射入磁场. 若粒子速 3、度为v 0，最远能落在边界上的A 点。 . 下列说法正确的有(A) 若粒子落在 A 点的左侧,其速度一定小于v 0(B) 若粒子落在A 点的右侧,其速度一定大于v 0 (C) 若粒子落在A 点左右两侧d 的范围内,其速度不可能小于v 0m(D)若粒子落在 A 点左右两侧d 的范围内,其速度不可能大于v 0 +答案】：m，选项速度等于v=v 0+点距A 点右侧最远为2mv/qB=d，若粒子不是垂直边界在A 点左右两侧d 的范围内，其速度可能大于v 0 +m，选项 考点定位】此题考查带电粒子在匀强磁场中的运动。 2. （2012安徽理综）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 4、度 v 从 A 点沿 直径 向射入磁场，经过t 时间从 C 点射出磁场， 60角。 现将带电粒子的速度变为 v/3，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. t B.2t D.3案】【考点定位】此题考查带电粒子在匀强磁场中的圆周运动及其相关知识。 3. （2012北京理综）处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圈周运动。 将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值A 与粒子电荷量成正比 B 与粒子速率成正比 C与粒子质量成正比 D与磁感应强度成正比4（2012全国理综）质量分别为 荷量分别为 两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，已知两粒子的动量大小相等 5、。 下列说法正确的是A.若 q1=它们做圆周运动的半径一定相等B.若 m1=它们做圆周运动的周期一定相等C. 若 q1q 2，则它们做圆周运动的半径一定不相等D. 若 m1m 2，则它们做圆周运动的周期一定不相等4.【答案】：（2012广东理综物理）质量和电量都相等的带电粒子 M 和 N，以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图，下列表述正确的是AM 带负电，N 带正电B. M 的速度率小于 N 的速率C. 洛伦磁力对 M、N 做正功D. M 的运行时间大于 N 的运行时间5【答案】：011 浙江理综第 20 题）利用如图 1 所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。 图中板 6、 方的感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上两条宽度分别为 2d 和 d 的缝，两缝近端相距为 L。 一群质量为 m、电荷为q，具有不同速度的的粒子从宽度为 2d 的缝垂直于板 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 32 ）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增大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6.【答案】。 7（2011 海南物理卷第 10 题）空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图 2中的正方形为其边界。 一细束由两种粒子组成的粒子流 7、沿垂直于磁场的方向从O 点入射。 这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。 不计重力。 轨迹所对的圆心角一定越大 （2010 重庆理综）如题图所示，矩形 域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有 5 个带点粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧， ，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示。 由以上信息可知，从图中 a、 b、 c , 4 ,5 ,2 ,59 （2010 年江苏物理）如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴 直。 a 、 b、 c 三个质子先后从 8、S 点沿垂直于磁场的方向射入磁场，它们的速度大小相等，b 的速度方向与 直，a 、 c 的速度方向与b 的速度方向间的夹角分别为 、 ，且。 三个质子经过附加磁粒子编号 质量 电荷量(q0)速度大小1 m 2q m 2q 2m m 2q 3m -q ，则下列说法中正确的有A三个质子从 S 运动到 S的时间相等B三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在 上C若撤去附加磁场，a 到达 线上的位置距 S 点最近D附加磁场方向与原磁场方向相同10（2011 新课标理综）如图，在区域 I（0xd）和区域II（dx2d ）内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为B 和 2B，方向相反，且都垂直 9、于 面。 一质量为 m、带电荷量 q（q0）的粒子 a 于某时刻从 y 轴上的 P 点射入区域 I，其速度方向沿 x 轴正方向。 已知a 在离开区域 I 时，速度方向与 x 轴正方向的夹角为 30；此时，另一质量和电荷量均与 a 相同的粒子 b 也从 P 点沿 x 轴正方向射入区域 I，其速度大小是。 不计重力和两粒子之间的相互作用力。 求（1）粒子 a 射入区域 I 时速度的大小；（2）当 a 离开区域 ，a、b 两粒子的 y 坐标之差。 【解析】：（1）设粒子 a 在 I 内做匀速圆周运动的圆心为 C（在 y 轴上） ，半径为 子速率为 动轨迹与两磁场区域边界的交点为 P,如图，由洛21几何关系得 10、 PC中，=30 ，由式得 )设粒子 a 在 做圆周运动的圆心为 径为 ，射出点为 （图中1，。 由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得)(式得 12a、 和 三点共线，且由 式知 点必位于 的平面上。 由对CP性知， 点与 点纵坐标相同，即 = h h 是 C 点的 y 坐标。 设 b 在 I 中运动的轨道半径为 ，由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得1b21)3()( a 到达 点时，b 位于 点，转过的角度为。 如果 b 没有飞出 I，则 2211式中，t 是 a 在区域 运动的时间，而12 31113（2012海南物理）图（a）所示的 面处于匀强磁场中，磁场方向与面(纸面) 垂直，磁感应强度 B 随时间 11、 t 变化的周期为 T，变化图线如图（b）所示。 当 B 为+B 0 时，磁感应强度方向指向纸外。 在坐标原点 O 有一带正电的粒子 P，其电荷量与质量之比恰好等于。 不计重力。 设 P 在某时刻 某一初速度沿 y 轴正方向自 O 点开始运动，将它经过时间 T 到达的点记为A。 （1）若 ，则直线 x 轴的夹角是多少。 （2）若 ，则直线 x 轴的夹角是多少。 （3）为了使直线 x 轴的夹角为 /4，在 0 T/4 的范围内，t 0 应取何值。 是多少。 v=。 2式与已知条件得：T=T。 粒子 P 在 t=0 到 t=T/2 时间内，沿顺时针方向运动半个圆周，到达 x 轴上 B 点，此时磁场方向反转；继而，在 12、 t=T/2 到 t=逆时针方向运动半个圆周，到达 x 轴上 A 点，如图（a ）所示。 x 轴夹角 =0.。 （2）粒子 P 在 ，在 t=T/4 到 t=T/2 时间内，沿顺时针方向运动 1/4 个圆周，到达 C 点，此时磁；继而，在 t=T/2 到 t=T 时间内，沿逆时针方向运动半个圆周，到达 B 点，此时磁场方向再次反转；在 t=T 到 t=5T/4 时间内，沿顺时针方向运动1/4 个圆周，到达 A 点，如图（b）所示。 由几何关系可知，A 点在 y 轴上，即 x 轴夹角 =/2。 （3）若在任意时刻 t= T/4）粒子 P 开始运动，在 t= t=T/2 时间内，沿顺时针方向做圆周运动到达 C 点，圆心 O位于 x 轴上，圆弧 应的圆心角为OO。