2020年高三物理一轮复习二模三模试题分项解析专题磁场第期含解析

磁场

一．选择题

1．（3分）（2019江苏宿迁期末）空间同时存在匀强电场和匀强磁场。匀强电场的方向沿y轴正方向，场强大小为E；磁场方向垂直纸面向外。质量为m、电荷量为+q的粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放，释放后，粒子恰能沿图中的曲线运动。已知该曲线的最高点P的纵坐标为h，曲线在P点附近的一小部分，可以看做是半径为2h的圆周上的一小段圆弧。则（）

A．粒子在y轴方向做匀加速运动

B．粒子在最高点P的速度大小为

C．磁场的磁感应强度大小为

D．粒子经过时间π运动到最高点

【参考答案】C

2.（2019武汉2月调研）如图所示，在边长为L的正方形abcd内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。从边ad的四等分点P处沿与ad边成45°角向磁场区域内射入速度大小不等的带电粒子，粒子的质量为m，电荷量为-q（q>0）。不计粒子重力，关于粒子的运动，下列说法正确的是

A ．可能有粒子从b 点射出

B ．粒子在磁场中运动的最长时间为32m qB

C ．速度为v=2qBL m

的粒子从cd 边射出磁场 D ．从bc 边射出的粒子的运动轨迹所对应的圆心角一定小于135°

【参考答案】BCD

3. （2019高三考试大纲调研卷9）如图所示，圆形区域内有一垂直纸面向里的、磁感应强度大小为B 1的匀强磁场，磁场边界上的P 点有一粒子源，可以在纸面内向各个方向以相同的速率发射同种带电粒子，不考虑粒子的重力以及粒子之间的相互作用，这些粒子从某一段圆弧射出边界，这段圆弧的弧长是圆形区域周长的；若仅将磁感应强度的大小变为B2，这段圆弧的弧长变为圆形区域周长的，则等于

A. B. C. D.

【参考答案】C

二．计算题

1.（20分）（2019高三考试大纲调研卷10）如图所示，在平面直角坐标系中，第三象限里有一加速电场，一个电荷量为q、质量为m的带正电粒子(不计重力)，从静止开始经加速电场加速后，垂直x轴从A（-4L，0）点进入第二象限，在第二象限的区域内，存在着指向O点的均匀辐射状电场，距O点4L处的电场强度大小均为E= ，粒子恰好能垂直y轴从C（0，4L）点进入第一象限，如图所示，在第一象限中有两个全等的直角三角形区域I和Ⅱ，充满了方向均垂直纸面向外的匀强磁场，区域I的磁感应强度大小为B0，区域Ⅱ的磁感应强度大小可调，D点坐标为（3L，4L），M点为CP的中点。粒子运动轨迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场.从磁场区域I进入第二象限的粒子可以被吸收掉。求

（1）加速电场的电压U；

（2）若粒子恰好不能从OC边射出，求区域Ⅱ磁感应强度大小；

（3）若粒子能到达M点，求区域Ⅱ磁场的磁感应强度大小的所有可能值。

【参考答案】(1) （4分）(2) （7分）

（3）；；；（9分）

作出对应的运动轨迹图，如图

若粒子在区域Ⅱ中的运动半径R较小，则粒子会从OC边射磁场。恰好不从OC边射出时满足，，

又

解得：代入

可得：

n=1时

n=2时

n=3时

②若粒子由区域Ⅱ达到M点由周期性：

即

解得：

解得：

n=0时

n=1时

【名师点睛】本题考查了带电粒子在电场和磁场中的运动情况，解决此类题目的关键是能画出正确的运动轨迹图，并结合几何关系求粒子在磁场中运动的半径，分析运动的可能性，注意题目的多解情况。

2.（20分）（2019高三考试大纲调研卷9）如图所示，x轴上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，坐标原点处有一正离子源，单位时间在xOy平面内发射n0个速率为v的离子，分布在y轴两侧各为θ的范围内．在x轴上放置长度为L的离子收集板，其右端点距坐标原点的距离为2L，当磁感应强度为B0时，沿y轴正方向入射的离子，恰好打在收集板的右端点．不计重力，不考虑离子间的碰撞和相互作用，不计离子在磁场中运动的时间．

(1) 求离子的比荷；

(2) 当磁感应强度为B0时，若发射的离子能被收集板全部收集，求θ须满足的条件；

(3) 若θ＝45°，且假设离子到达x轴上时沿x轴均匀分布．①为使离子不能被收集板所收集，求磁感应强度B应满足的条件(用B0表示)。

②若磁感应强度B的取值范围为B0≤B≤2B0，求单位时间内收集板收集到的离子数n与B之间的关系(用B0、n0表示)．

【参考答案】(1)（2分）（2）（8分）

(3)（10分）

发射的离子能被收集板全部收集，θ<.

图1 图2

图3 图4

(3) 当θ＝45°时

①设收集板恰好收集不到离子时的半径R1，对应的磁感应强度为B1，如图2中①②③所示有2R1＝L 对应的磁感应强度B1＝2B0

当B0≤B≤B0时，单位时间内收集板收集到的离子数n＝n0

当B0

点睛：本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，画出粒子的运动轨迹后，利用洛伦兹力提供向心力，结合几何关系进行求解。