2021高中物理一輪復習專題(優(yōu))（10 磁場）10 帶電粒子在交變磁場中運動 - 副本

【帶電粒子在交變磁場中運動】1、如圖甲所示，ABCD是一長方形有界勻強磁場邊界，磁感應強度按圖乙規(guī)律變化，取垂直紙面向外為磁場的正方向，圖中AB=3AD=3L，一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子以速度v0在t=0時從A點沿ABA．若粒子經時間t=12T0B．若粒子經時間t=32T0C．若要使粒子恰能沿DC方向通過C點，則磁場的磁感應強度的大小BD．若要使粒子恰能沿DC方向通過C點，磁場變化的周期T【來源】【全國百強?！窟|寧省沈陽市東北育才學校2018-2019學年高二上學期第二次月考物理試題【答案】AD【解析】A．若粒子經時間t=12TR=L根據qv解得磁場的磁感應強度B選項A正確；B．若粒子經時間t=32T0恰好垂直打在CD上，粒子的軌跡必定為3

由幾何關系得，運動半徑為r=L運動中的加速度為

a=選項B錯誤；CD．若要使粒子恰能沿DC方向通過C點，粒子運動的時間必定為磁感應強度變化的周期的整數倍，如圖；根據運動的對稱性可得，軌道半徑滿足2L=2nr′即r'

=Ln(n=1、2由洛倫茲力提供向心力得q得B0＝2mv0qL(n=0、1粒子圓周運動周期為T=1磁感應強度變化的周期T0=T得T0=

2πL3nv0

(n=0、1、2選項C錯誤，D正確；故選AD.2、如圖甲所示，在坐標系xOy的第一象限內存在圖乙所示的交變磁場(取垂直紙面向外為正)，OD與x軸正方向的夾角為α，α＝37°，P(4L,3L)是OD上一點．t＝0時刻，一質量為m、所帶電荷量為q的帶正電粒子從P點沿y軸負方向射入磁場，經過一定的整周期(交變磁場變化的周期)后粒子恰好能經過原點O，已知粒子的重力不計，sin37°＝0.6，求：(1)粒子的運動速度應滿足的條件．(2)交變磁場變化的周期T.【來源】廣西欽州市欽州港經濟技術開發(fā)區(qū)中學2017屆高三一輪復習8.3帶電粒子在復合場中的運動同步物理試題【答案】(1)v=25B0qL16nm【解析】（1）粒子運動的軌跡如圖；根據qvB0=mv2r；由圖可知：2n×2rcos解得v=25B0qL16nm(（2）粒子運動的周期：T=2πmqB，則磁場變化的周期：3、如圖甲所示，在平行虛線MN、PQ間有垂直于紙面的交變磁場，兩虛線間的距離為d，磁場的磁感應強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，磁場變化的周期為T.一質量為m、電荷量為q的帶電粒子在虛線MN上的A點以垂直于MN向右射入兩虛線間，若磁場的磁感應強度B0A．粒子在磁場中做圓周運動的周期也為TB．粒子在t=T8時刻射入，粒子會從虛線MNC．要使粒子在兩虛線間能做一個完整的圓周運動，粒子的速度最大可以為4πdD．要使粒子在兩虛線間能做兩個完整的圓周運動，粒子的速度最大可以為8πd【來源】安徽省定遠縣育才學校2019屆高三下學期第二次模擬考試物理試題【答案】CD【解析】A．粒子在磁場中做圓周運動的周期為T選項A錯誤；B．粒子在t=T/8時刻射入，在T/8-T/4時間粒子會沿直線向右運動；在T/4-T/2時間內做一個完整的圓周運動回到虛線上；在T/2-3T/4時間粒子又沿直線向右運動，不會從虛線MN射出，選項B錯誤；C．要使粒子在兩虛線間能做一個完整的圓周運動，粒子的半徑為r=12v=選項C正確；D．要使粒子在兩虛線間能做兩個完整的圓周運動，則粒子在兩虛線間的運動滿足2v其中2πr=v?v=選項D正確；故選CD.4、如圖甲所示，M、N為豎直放置彼此平行的兩塊平板，板間距離為d，兩板中央各有一個小孔O、O′正對，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場，磁感應強度隨時間的變化如圖乙所示，設垂直紙面向里的磁場方向為正方向。有一群正離子在t=0時垂直于M板從小孔O射入磁場。已知正離子質量為m、帶電荷量為q，正離子在磁場中做勻速圓周運動的周期與磁感應強度變化的周期都為T0，不考慮由于磁場變化而產生的電場的影響。求：（1）磁感應強度B0的大?。唬?）要使正離子從O′孔垂直于N板射出磁場，正離子射入磁場時的速度v0的可能值?！緛碓础亢鲜∩蹡|縣第一中學2019-2020學年高二（上）第一次月考物理試題【答案】（1），（2）(n=1，2，3…)?！窘馕觥?1)正離子射入磁場，由洛倫茲力提供向心力，即：qv0B0=m做勻速圓周運動的周期：T0=2πr聯立兩式得磁感應強度：B0=；(2)要使正離子從O′孔垂直于N板射出磁場，兩板之間正離子只運動一個周期即T0時，v0的方向應如圖所示，有：r=d當在兩板之間正離子共運動n個周期，即nT0時，有r=(n=1，2，3…)聯立方程求解，得正離子的速度的可能值為：v0=B0qrm=(n=1，25、真空中有如圖所示的周期性交變磁場，設磁感應強度B垂直紙面向里為正方向，B0=1T，t0=π×l0-5s，k為正整數。某直角坐標系原點O處有一粒子源，在t=0時刻沿x軸正方向發(fā)射速度為v0=103m/s的正點電荷，比荷qm=1×l06C/kg(1)若k=1，求粒子在磁場中運動的軌道半徑和粒子第3次（從O點出發(fā)記為第1次）經過y軸時的時刻；(2)若k=2，求粒子在運動過程中與y軸交點坐標的最大值和最小值；(3)若t0=π2×10-5s，則k取何值時，粒子可做周期性循環(huán)運動回到出發(fā)點？并求出循環(huán)周期的最小值Tmin和相應的【來源】2020屆江蘇省南京市、鹽城市高三下學期第二次模擬考試物理試題【答案】(1)0.001m；t=2π×10-5s；(2)ymmax；ymmin；(3)當k取非【解析】(1)粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，由BqT=解得r=T=當k=1時，因為t0=T2，粒子第3(2)當k=2時，2t0=T，粒子一個循環(huán)周期中運動分別為半圓→整圓→與y軸交點坐標的最大值為ym與y軸交點坐標的最小值為ym(3)因為t0=T4，所以粒子先做如圖可見k=1、2、3、4時可能的分段情況．①k=1，粒子做14圓弧交替運動，向右上45°②k=2，粒子做14圓弧與24圓弧交替運動，經過4③k=3，粒子做14圓弧與34圓弧交替運動，經過2④k=4，粒子做14圓弧與44圓弧交替運動，經過4當k>4時，運動過程相似，每個周期中均增加（正整數）個圓周，能循環(huán)的運動其循環(huán)周期均延長．綜上可得：(1)當k取非4q+1(q=0,1,2,??(2)當k=3時，最小循環(huán)周期為T36、如圖甲所示，空間中有一半徑為2r，邊界處由特殊絕緣材料制成圓筒，粒子打到邊界會被筒壁反彈（反射后粒子動能不變，其反射規(guī)律類似于光的鏡面反射規(guī)律）。筒內有垂直紙面向外的勻強磁場，其大小隨時間呈周期變化（如圖乙所示），周期為T（未知）。以圓心O為原點建立坐標軸，O處有一質量為m，帶電量為+q的粒子，在t=0時刻以速度v0沿向y軸正方向進入磁場，經t=0.4T恰能第一次返回O點。已知B0=m(1)通過計算，試畫出粒子剛進入磁場至第一次返回O點的運動軌跡；(2)磁場變化的周期T；(3)粒子經過M（-r，0）點可能的時刻t?！緛碓础空憬←愃?018-2019學年高二（上）期末教學質量監(jiān)控物理試題【答案】(1)；(2)T=10πr3v0；(3)t=(10n+53)πrv0或t=(10n+【解析】令粒子在中運動的軌跡半徑為R，則(1)洛倫茲力提供向心力qvB=得R=經分析，軌跡如圖1所示(2)令粒子在中的運動周期為T0，則T由(1