2020高考精炼专题3.10 平行边界磁场问题（提高篇）（解析版）

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-1） 第三部分 磁场 专题3.10 平行边界磁场问题（提高篇） 一．选择题 1.如图所示，平行边界MN、PQ间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，两边界间距为d，MN上有一粒子源A，可在纸面内沿各个方向向磁场中射入质量均为m、电荷量均为q的带正电的粒子，粒子射入磁场的速度v＝，不计粒子的重力，则粒子能从PQ边界射出的区域长度为(　　) A．d B.d C.d D.d 【参考答案】　C 【名师解析】　粒子在磁场中运动的半径R＝＝d，粒子从PQ边射出的两个边界粒子的轨迹如图所示： 由几何关系可知，从PQ边射出粒子的区域长度为s＝2＝d，C项正确． 2．如图所示，带有正电荷的A粒子和B粒子同时以同样大小的速度(速度方向与边界的夹角分别为30°、60°)从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点射入磁场，又恰好都不从另一边界飞出，则下列说法中正确的是(? )? A. A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为 B. A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为?? C. A、B两粒子的比荷之比是? D. A、B两粒子的比荷之比是 【参考答案】D 【名师解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：； 由几何关系得：rAcos30°+rA=d，rBcos60°+rB=d，解得：，故AB错误；粒子轨道半径： 可知，，由题意可知，两粒子的v大小与B都相同，则两粒子的q/m之比与轨道半径成反比，则A、B两粒子的q/m之比是，故C错误，D正确；故选D。 【关键点拨】本题要会用圆弧的特性来确定圆心，画出圆弧并运用几何关系来算出圆弧的半径，同时还体现出控制变量的思想． 3．电荷量分别为q和的两个带电粒子分别以速度和射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为和，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示，则 A. a粒子带负电，b粒子带正电 B. 两粒子的轨道半径之比：： C. 两粒子的速度之比：：2 D. 两粒子的质量之比：：2 【参考答案】ABD 【名师解析】a粒子是入射的，而b粒子是入射的，由于从B点射出，则a粒子受到的洛伦兹力方向沿b粒子速度方向，而b粒子受到的洛伦兹力方向沿a粒子速度方向，由左手定则可知：a粒子带负电、b粒子带正电，故A正确； AB连线是两粒子的运动圆弧对应的弦，则弦的中垂线与各自速度方向直线的交点即为各自圆心。结果发现：两圆心的连线与两个半径构成一个角为，另一个为的直角三角形。根据几何关系，则有两半径相比为：：，故B正确；AB连线是两粒子的运动圆弧对应的弦，则弦的中垂线与各自速度方向直线的交点即为各自圆心。结果发现：两圆心的连线与两个半径构成一个角为，另一个为的直角三角形。则a粒子圆弧对应的圆心角为，而b粒子圆弧对应的圆心角为，粒子在磁场中的运动时间：，由题意可知，两粒子在磁场中的运动时间t相等，即：，则粒子的周期之比为：：：2，粒子做圆周运动的周期：，则两粒子的质量之比：：：2，故D正确；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，由题意可知：q、B都相同，而：：2，：：，则粒子的速度大小之比：：：，故C错误；故选ABD。 【关键点拨】本题考查了粒子在磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是解题的前提与关键；利用圆弧的特性来确定圆心，画出圆弧并运用几何关系来算出圆弧的半径，同时还体现出控制变量的思想。 4.(2016·湖南长沙模拟)如图所示，一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里。一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场。若电子在磁场中运动的轨道半径为2d。O′在MN上，且OO′与MN垂直。下列判断正确的是(　　) A.电子将向右偏转 B.电子打在MN上的点与O′点的距离为d C.电子 ... ...