人教版（2019）选择性必修 第二册 第一章 专题提升四　带电粒子在匀强磁场中的临界和多解问题（课件 学案 练习，3份打包）

专题提升四　带电粒子在匀强磁场中的临界和多解问题 (分值：100分) 选择题1～6题，每小题10分，共60分。 基础对点练 题组一　带电粒子在有界匀强磁场中的临界问题 1.(2024·山东菏泽高二期中)如图所示，正方形abcd区域(包含边界)存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的正电粒子从a点沿着ab方向射入磁场中，边长为l，不计粒子的重力，为使粒子从cd边射出磁场区域，粒子的速度可能为(　　) 2.(2024·甘肃兰州高二期中)中国环流器二号M装置(HL2M)在成都建成并实现首次放电，该装置通过磁场将粒子约束在小范围内实现核聚变。其简化模型如图所示，半径为R和R的两个同心圆之间的环形区域存在与环面垂直的匀强磁场，核聚变原料氕核(H)和氘核(H)均以相同的速率从圆心O沿半径方向射出，全部被约束在大圆形区域内。则氕核在磁场中运动的半径最大为(　　) R R R (－1)R 3.如图所示，半径分别为R、2R的两个同心圆，圆心为O，大圆和小圆所夹的环状区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，其余区域无磁场。一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P点沿PO方向以速度v1射入磁场，其运动轨迹如图所示，图中轨迹所对应的圆心角为120°。若将该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2，要求不论其入射方向如何，都不可能射入小圆内部区域，则v1∶v2至少为(　　) 题组二　带电粒子在有界匀强磁场中的多解问题 4.(多选)质量为m、电荷量为q的负电荷，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动，若磁场方向垂直于它的运动平面，且作用在负电荷的静电力是洛伦兹力的3倍，则负电荷做匀速圆周运动的角速度可能是(　　) 5.(多选)(2024·安徽合肥高二期中)如图所示，宽度为L的有界匀强磁场，磁感应强度为B，AC和DE是它的两条边界。现有质量为m、电荷量的绝对值为q的带电粒子以θ＝45°方向射入磁场。要使粒子不能从边界DE射出，则粒子入射速度v的最大值可能是(　　) 综合提升练 6.如图所示，空间存在方向垂直纸面的匀强磁场，一粒子发射源P位于足够大的绝缘平板MN的上方距离为d处，在纸面内向各个方向发射速率均为v的同种带电粒子，不考虑粒子间的相互作用和粒子重力，已知粒子做圆周运动的半径大小也为d，则粒子(　　) 能打在板上的区域长度为2d 能打在板上的点与P点的最远距离为d 到达板上的最长时间为 到达板上的最短时间为 7.(20分)如图所示，一足够长的矩形区域abcd内，有磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。现从矩形区域ad边的中点O处垂直磁场射入一速度方向与ad边夹角为30°、大小为v的带电粒子。已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，ad边长为L，重力影响忽略。试求： (1)(10分)粒子能从ab边射出磁场的v的范围； (2)(10分)如果带电粒子不受上述v大小范围的限制，粒子在磁场中运动的最长时间。 培优加强练 8.(20分)如图所示，空间中有一坐标系xOy，其第一象限内充满着两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线OP是它们的边界，区域Ⅰ中的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外；区域Ⅱ中的磁感应强度为2B，方向垂直纸面向里，边界上的P点坐标为(4L，3L)。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点平行于y轴沿负方向射入区域Ⅰ，经过一段时间后，粒子恰好经过原点O，忽略粒子重力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： (1)(10分)粒子从P点运动到O点的时间至少为多少？ (2)(10分)粒子的速度大小可能是多少？ 专题提升四　带电粒子在匀强磁场中的临界和多解问题 1.C　[根据洛伦兹力提供向心力，有qvB＝m，可得R＝，可知对于同一粒子或比荷相同的粒子，在同一磁场中做圆周运动的轨迹半径由速度决定，速度越大轨迹半径越大，速度越小则轨迹半径越小。因此，粒子若要从cd边射出磁场区域，则恰好从d点出射时 ... ...