適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)大題增分特訓(xùn)7磁澄件新人教版

大題增分特訓(xùn)(七)磁場12341.(2023浙江金華模擬)如圖所示,一質(zhì)量為m的帶正電粒子從O點以初速度v0水平拋出。若在該帶電粒子運動的區(qū)域內(nèi)加一方向豎直向下的勻強電場,則粒子恰好能通過該區(qū)域中的A點;若撤去電場,加一垂直紙面向外的勻強磁場,仍將該粒子從O點以初速度v0水平拋出,則粒子恰好能經(jīng)A點到達該區(qū)域中的B點。已知B點在O點的正下方,∠BOA=60°,粒子重力不計。求:(1)粒子在電場中運動,到達A點時的動能EkA;(2)勻強電場的電場強度大小E與磁場的磁感應(yīng)強度大小B的比值。1234(2)如圖所示,撤去電場加上磁場后,粒子恰好能經(jīng)A點到達B點,可知,OB為該粒子做圓周運動的直徑,設(shè)OA之間的距離為d,電荷量為q,則粒子在磁場中做圓周12342.飛行時間質(zhì)譜儀可以對氣體分子進行分析。如圖所示,在真空狀態(tài)下,脈沖閥P噴出微量氣體,經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同價位的正離子,自a板小孔進入a、b間的加速電場,從b板小孔射出,沿中線方向進入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū),到達探測器。已知a、b間的電壓為U1,a、b板間距為d,極板M、N的長度和間距均為L,不計離子重力及進入a板時的初速度。(1)若M、N板間無電場和磁場,請推導(dǎo)出離子的全部飛行時間與比荷

的關(guān)系式。(2)若M、N間加上適當(dāng)?shù)钠D(zhuǎn)電壓U2,請論證說明不同正離子的軌跡是否重合。(3)去掉偏轉(zhuǎn)電壓U2,在M、N間區(qū)域加上垂直于紙面的勻強磁場,已知進入a、b間的正離子有一價和二價兩種,離子質(zhì)量均為m,元電荷電荷量為e,要使所有的離子均能通過控制區(qū)從右側(cè)飛出,求所加磁場的磁感應(yīng)強度的最大值。12341234123412343.磁聚焦式霍爾推進器可作為太空飛船的發(fā)動機,其原理如下:系統(tǒng)捕獲宇宙中大量存在的等離子體(由電荷量相同的正、負(fù)離子組成)經(jīng)系統(tǒng)處理后,從下方以恒定速率v1向上射入磁感應(yīng)強度大小為B1、垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域Ⅰ內(nèi),如圖所示。當(dāng)MN、PQ間形成穩(wěn)定的電場后,自動關(guān)閉區(qū)域Ⅰ系統(tǒng)(關(guān)閉粒子進入通道、撤去磁場B1)。區(qū)域Ⅱ內(nèi)有磁感應(yīng)強度大小為B2、垂直紙面向外的勻強磁場,磁場右邊界是直徑為D、與上下極板相切的半圓(圓與下板相切于極板中央A)。放在A處的放射源能夠向紙面內(nèi)SN上方各個方向均勻發(fā)射速度大小相等的氙原子核,氙原子核經(jīng)過該區(qū)域后形成寬度為D的平行氙粒子束,經(jīng)過MN、PQ之間的電場加速后從PQ噴出,在加速氙原子核的過程中探測器獲得反向推力(不計氙原子核、等離子體的重力,不計粒子之間的相互作用與相對論效應(yīng))。已知極板長lRM=2D,MN和PQ間距為d,氙原子核的質(zhì)量為m、電荷量為q。1234(1)求氙原子核在A處的速度大小v2;(2)求氙原子核從PQ噴出時的速度大小v3;(3)因區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁場發(fā)生器發(fā)生故障,導(dǎo)致區(qū)域Ⅱ中磁感應(yīng)強度減半并分布在整個區(qū)域Ⅱ中,求能進入?yún)^(qū)域Ⅰ的氙原子核占A處發(fā)射粒子總數(shù)的比例。12341234(3)根據(jù)題意,當(dāng)區(qū)域Ⅱ中的磁感應(yīng)強度變?yōu)閞'=2r=D①根據(jù)示意圖可知,垂直極板SN,即沿著AF方向射入的氙原子核,恰好能夠從M點沿著軌跡1進入?yún)^(qū)域Ⅰ,而沿著AF左側(cè)射入的氙原子核將被上極板RM擋住而無法進入?yún)^(qū)域Ⅰ。該軌跡的圓心O1正好在N點,即lAO1=lMO1=D。1234②根據(jù)示意圖可知,沿著AG方向射入的氙原子核,恰好從下極板N點沿著軌跡2進入?yún)^(qū)域Ⅰ,而沿著AG右側(cè)射入的氙原子核將被下極板SN擋住而無法進入?yún)^(qū)域Ⅰ。則有l(wèi)AO2=lAN=lNO2=D,所以此時入射角∠GAN=30°,根據(jù)上述分析可知,只有∠FAG=60°這個范圍內(nèi)射入的氙原子核才能進入?yún)^(qū)域Ⅰ。該部分氙原子核占A處發(fā)射粒子總數(shù)的比例為60°∶180°=1∶3。12344.(2023浙江新高考教研聯(lián)盟第二次聯(lián)考)如圖所示,xOy坐標(biāo)系中,第三象限存在沿x軸正向的勻強電場,第四象限與x軸和y軸相切的半徑為R=0.2m的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場B1,磁感應(yīng)強度B1=0.1T,方向垂直紙面向里,x軸上方存在垂直紙面向外的勻強磁場B2,磁感應(yīng)強度B2=0.3T。在第三象限x=-40cm,y=-8cm至-36cm間存在粒子源,比荷k=108C/kg的相同帶正電粒子由粒子源無初速度釋放后進入電場,在電場中加速后進入圓形磁場,其中正對圓心入射的粒子經(jīng)B1偏轉(zhuǎn)后恰好以垂直于x軸的方向經(jīng)切點P點進入磁場B2,帶電粒子最終都打到放置在x軸上的收集板上。不計粒子的重力,sin37°=0.6,cos37°=0.8