高考物理名校模拟试题分项解析热点专题带电粒子在磁场中的运动.doc

谢谢你的关注谢谢你的关注专题17带电粒子在磁场中的运动一．选择题1．（2019四川成都摸底）如图，在x轴上方存在方向垂直坐标平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在x轴下方存在方向垂直坐标平面向外、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。一带负电的粒子（不计重力）从原点O以与x轴正方向成30°角的速度v射入磁场，其在x轴上方运动的半径为R。则A．粒子经偏转一定能回到原点OB．粒子完成一次周期性运动的时间为vR32C．粒子射入磁场后，第二次经过x轴时与O点的距离为3RD．粒子在x轴上方和下方的磁场中运动的半径之比为1：2【参考答案】CD【命题意图】本题考查洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动及其相关知识点。【正确项分析】粒子射入磁场后，第一次经过x轴时与O点的距离为R，粒子射入磁场后，第二次经过x轴时与O点的距离为d=R+r=3R，选项C正确；粒子在x轴上方和下方的磁场中运动的半径之比为R：r=1：2，选项D正确。3．（2019四川成都摸底）图示区域有方向竖直向下的匀强电场和水平向里的匀强磁场，一带正电的微粒以水平向右的初速度进入该区域时，恰能沿直线运动。欲使微粒向下偏转，可采用的方法是谢谢你的关注谢谢你的关注A．仅减小入射速度B．仅减小微粒的质量C．仅增大微粒的电荷量D．仅增大磁场的磁感应强度【参考答案】A【命题意图】本题考查带电微粒在复合场中的运动、电场力和洛伦兹力、左手定则及其相关知识点。二．计算题1．（14分）（2019四川成都摸底考试）如图，平面直角坐标系xOy中，在y0及y—23L区域存在场强大小相同，方向相反（均平行于y轴）的匀强电场，在一23Ly0区域存在方向垂直于xOy平面（纸面）向外的匀强磁场，电场强度与磁感应强度大小之比为340vBE一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，经过y轴上的点P1（0，L）时的速率为v0，方向沿x轴正方向，然后经过x轴上的点P2（23L，0）进入磁场。不计粒子重力。求：（1）粒子到达P2点时的速度大小和方向；谢谢你的关注谢谢你的关注（2）粒子第一次从磁场下边界穿出位置的横坐标；（3）粒子从P1点出发后做周期性运动的周期。【压轴题透析】（1）利用类平抛运动规律得出粒子到达P2点时的速度大小和方向；（2）对粒子从P1到P2，利用动能定理列方程解得匀强电场的电场强度，利用题述电场强度与磁感应强度大小之比为340vBE，得出匀强磁场的磁感应强度。利用洛伦兹力等于向心力列方程得出粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径，进而得出粒子第一次从磁场下边界穿出位置的横坐标；（3）分别计算出粒子在各段运动的时间，然后得出粒子从P1点出发后做周期性运动的周期。【命题意图】本题考查带电粒子在匀强电场中的类平抛运动、在匀强磁场中的匀速圆周运动、动能定理及其相关知识点。（2）粒子从P1到P2，据动能定理有：qEL＝21mv2－21mv02（1分）可得：qLmvE9820椐题意解得：qLmvB320（1分）据：rvmqvB2（1分）得：（1分）谢谢你的关注谢谢你的关注故粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心为O'在答图1中，过P2作v方向的垂线交y＝－23L直线于O'点（3）粒子运动一个周期的轨迹如答图1所示粒子从P1运动到P2：0123vLt又因为：粒子从P2运动到M：粒子从M运动到N：则：谢谢你的关注谢谢你的关注4.(2019天府大联考)微观领域存在反粒子，反粒子组成的物质叫反物质。物质与反物质两者一旦接触便会湮灭，发生爆炸并产生巨大能量。质子带正电，反质子带等量负电。在真空中进行质子和反质子湮灭的一次实验中，利用如图所示的电磁场控制实验过程，在xOy坐标系第一象限有平行于x轴向左、大小未知的匀强电场E，其它象限有垂直于纸面向里、大小未知的匀强磁场B1，C点在x轴上，A点在y轴上。当质子在C点以速度v0垂直于x轴进入电场的同时，反质子在O点以某一速度沿x轴负方向进入磁场，它们在y轴上的A点相遇而湮灭。已知OC=2d，OA=d，质子和反质子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力和粒子间相互作用的影响。求：(1)电场强度E和磁感应强度B1的大小之比；(2)反质子的速度vl;(3)若将第一象限的电场换成垂直于纸面向里的匀强磁场B2=2B1，在不同的时刻分别释放质子和反质子，反质子的速度仍然为vl，要求反质子在穿越y轴进入第一象限时与第一次到达y轴的质子相遇而湮灭，则质子应从C点以多大的速度垂直于x轴进入第一象限？【名师解析】.（19分）（1）设质子在电场运动的加速度为a，反质子做匀速圆周运动的周期为T，经过时间t质子和反质子相遇，则d=v0t（1分）2212atd（1分）谢谢你的关注谢谢你的关注maqE（1分）Tt21（1分）12qBmT（1分）解得qdmE204，qdmB01。014BE（1分）（3）设反质子在磁场B2中做匀速圆周运动的半径为R，则（2分）解得4dR【解题思路】（1）粒子运动的轨迹如图（a）所示。（粒子在电场中的轨迹为抛物线，在磁场中为圆弧，上下对称）（2）粒子从电场下边界入射后在电场中做类平抛运动。设粒子从M点射入时速度的大小为v0，在下侧电场中运动的时间为t，加速度的大小为a；粒子进入磁场的速度大小为v，方向与电场方向的夹角为（见图（b）），速度沿电场方向的分量为v1，根据牛顿第二定律有谢谢你的关注谢谢你的关注