【物理】2018届二轮复习磁场的性质、带电粒子在磁场及复合场中的运动学案

【物理】2018届二轮复习磁场的性质、带电粒子在磁场及复合场中的运动学案

磁场的性质、带电粒子在磁场及复合场中的运动 ‎(限时：40分钟)‎ 一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)‎ ‎1．“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体，使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部，而不与装置器壁碰撞．已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，为约束更高温度的等离子体，则需要更强的磁场，以使带电粒子在磁场中的运动半径不变．由此可判断所需的磁感应强度B正比于(　　)‎ ‎ 【导学号：19624112】‎ A.　　　　B．T　　　C.　　　D．T2‎ A　[带电粒子在磁场中运动半径r＝，得B＝①；又Ek＝mv2∝T(T为热力学温度)，得v∝②.由①②得，B∝.即在被束缚离子种类及运动半径不变的条件下，所需磁感应强度B与成正比，故选项A正确．]‎ ‎2．(2017·高三第一次全国大联考(新课标卷Ⅲ))如图918所示，OO′为圆柱筒的轴线，磁感应强度大小为B的匀强磁场的磁感线平行于轴线方向，在圆筒壁上布满许多小孔，如aa′、bb′、cc′…，其中任意两孔的连线均垂直于轴线，有许多同一种比荷为的正粒子，以不同速度、入射角射入小孔，且均从与OO′轴线对称的小孔中射出，入射角为30°正粒子的速度大小为 km/s，则入射角为45°的粒子速度大小为(　　)‎ 图918‎ A．0.5 km/s　　　　　　　　 B．1 km/s C．2 km/s D．4 km/s B　[粒子从小孔射入磁场，与粒子从小孔射出磁场时速度与竖直线的夹角相等，画出轨迹如图，根据几何关系有r1＝，r2＝，由牛顿第二定律得Bqv＝m，解得v＝，所以v∝r，则入射角分别为30°、45°的粒子速度大小之比为＝＝＝，则入射角为45°的粒子速度大小为v2＝1 km/s，选项B正确．]‎ ‎3. (2017·鹰潭市一模)如图919所示，由光滑弹性绝缘壁构成的等边三角形ABC容器的边长为a，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场，小孔O是竖直边AB的中点，一质量为m、电荷量为＋q的粒子(不计重力)从小孔O以速度v水平射入磁场，粒子与器壁多次垂直碰撞后(碰撞时无能量和电荷量损失)仍能从O孔水平射出，已知粒子在磁场 中运行的半径小于，则磁场的磁感应强度的最小值Bmin及对应粒子在磁场中运行的时间t为(　　) ‎ ‎【导学号：19624113】‎ 图919‎ A．Bmin＝，t＝ B．Bmin＝，t＝ C．Bmin＝，t＝ D．Bmin＝，t＝ C　[粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，则Bqv＝m，得r＝，因粒子从O孔水平射入后，最终又要水平射出，则有(2n＋1)r＝，(n＝1、2、3…)，联立得B＝，当n＝1时B取最小值，Bmin＝，此时对应粒子的运动时间为t＝3(T＋)＝，而T＝＝，所以t＝，C正确，ABD错误．]‎ ‎4．(2017·沈阳模拟)如图920所示，在Ⅰ、Ⅱ两个区域内存在磁感应强度均为B的匀强磁场，磁场方向分别垂直于纸面向外和向里，边界AC、AD的夹角∠DAC＝30°，边界AC与边界MN平行，边界AC处磁场方向垂直纸面向里，Ⅱ区域宽度为d.质量为m、电荷量为＋q的粒子在边界AD上距A点d处垂直AD射入Ⅰ区，已知粒子速度大小为，方向垂直磁场，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的总时间为(　　) ‎ ‎【导学号：19624114】‎ 图920‎ A. B. C. D. C　[根据洛伦兹力提供向心力，有qvB＝m 得R＝＝＝d 根据几何关系，粒子离开区域Ⅰ的速度方向沿AC方向，进入磁场区域Ⅱ做匀速圆周运动，运动周期后射出磁场 在Ⅰ区域圆弧所对的圆心角θ1＝60°，在Ⅱ区域圆弧所对的圆心角为90°‎ 粒子在磁场中运动的总时间为t＝T＝×＝，故C正确，ABD错误．]‎ ‎5. (2016·衡阳一模)如图921所示是选择密度相同、大小不同的纳米粒子的一种装置．待选粒子带正电且电量与表面积成正比，待选粒子从O1进入小孔时可认为速度为零，加速电场区域Ⅰ的板间电压为U，粒子通过小孔O2射入正交的匀强电场、磁场区域Ⅱ，其中磁场的磁感应强度大小为B，左右两极板间距为d.区域Ⅱ出口小孔O3与O1、O2在同一竖直线上．若半径为r0，质量为m0、电量为q0的纳米粒子刚好能沿直线通过，不计纳米粒子重力，则(　　)‎ 图921‎ A．区域Ⅱ的电场强度为E＝B B．区域Ⅱ左右两极板的电势差为U1＝Bd C．若纳米粒子的半径r>r0，则进入区域Ⅱ的粒子仍将沿直线通过 D．若纳米粒子的半径r>r0，仍沿直线通过，区域Ⅱ的磁场不变，则电场强度与原来之比为 A　[设半径为r0的粒子加速后的速度为v，则：q0U＝m0v2，设区域Ⅱ内电场强度为E，则：q0vB＝q0E，联立解得：E＝B，而Ⅱ区两极板的电压为：U1＝Ed＝Bd，故A正确，B错误；若纳米粒子的半径r>r0，设半径为r的 粒子的质量为m、带电量为q、被加速后的速度为v′，则m＝3m0，而q＝2q0，由mv′2＝qU，解得：v′＝＝v

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