带电粒子在有边界磁场中运动练习题及答案-高中物理期中-组卷网

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2023·全国·高考真题

多选题 | 适中(0.65) |

带电粒子在弧形边界磁场中运动

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解题方法

带电粒子在有界磁场中对称运动

1 . 光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，筒上P点开有一个小孔，过P的横截面是以O为圆心的圆，如图所示。一带电粒子从P点沿PO射入，然后与筒壁发生碰撞。假设粒子在每次碰撞前、后瞬间，速度沿圆上碰撞点的切线方向的分量大小不变，沿法线方向的分量大小不变、方向相反；电荷量不变。不计重力。下列说法正确的是（）

A．粒子的运动轨迹可能通过圆心O

B．最少经2次碰撞，粒子就可能从小孔射出

C．射入小孔时粒子的速度越大，在圆内运动时间越短

D．每次碰撞后瞬间，粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线

2023-06-09更新 | 14168次组卷 | 18卷引用：北京市中国人民大学附属中学2023-2024学年高二上学期期中练习物理试题

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2021·全国·高考真题

单选题-单题 | 适中(0.65) |

带电粒子在弧形边界磁场中运动

真题名校

2 . 如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为

的带电粒子从圆周上的M点沿直径

方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为

，离开磁场时速度方向偏转

；若射入磁场时的速度大小为

，离开磁场时速度方向偏转

，不计重力，则

为（　　）

A．

B．

C．

D．

2021-06-09更新 | 30001次组卷 | 99卷引用：湖北省宜城市第三高级中学2021-2022学年高二上学期期中物理试题

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2020·全国·高考真题

单选题-单题 | 适中(0.65) |

带电粒子在弧形边界磁场中运动

真题名校

3 . 一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，

为半圆，ac、bd与直径ab共线，ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子，在纸面内从c点垂直于ac射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为（　　）

A．

B．

C．

D．

2020-07-08更新 | 28493次组卷 | 97卷引用：江苏省扬州市邗江中学2020-2021学年高二上学期期中物理试题

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2020·全国·高考真题

解答题 | 适中(0.65) |

带电粒子在直边界磁场中运动

真题名校

4 . 如图，在0≤x≤h，

区域中存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B的大小可调，方向不变。一质量为m，电荷量为q（q>0）的粒子以速度v₀从磁场区域左侧沿x轴进入磁场，不计重力。
（1）若粒子经磁场偏转后穿过y轴正半轴离开磁场，分析说明磁场的方向，并求在这种情况下磁感应强度的最小值B_m；
（2）如果磁感应强度大小为

，粒子将通过虚线所示边界上的一点离开磁场。求粒子在该点的运动方向与x轴正方向的夹角及该点到x轴的距离。

2020-07-08更新 | 21999次组卷 | 70卷引用：黑龙江省哈尔滨市双城区兆麟中学2021-2022学年高二上学期期中物理试题

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2019·全国·高考真题

单选题-单题 | 较易(0.85) |

带电粒子在直边界磁场中运动

真题名校

5 . 如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为

和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为

A．

B．

C．

D．

2019-06-09更新 | 22995次组卷 | 97卷引用：河北省唐山一中2020-2021学年高二上学期期中物理试题（选择考）

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2021·辽宁·高考真题

解答题 | 较难(0.4) |

完全弹性碰撞1：动碰静带电粒子在直边界磁场中运动

真题名校

6 . 如图所示，在x>0区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在x<0区域内存在沿x轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子甲从点S（-a，0）由静止释放，进入磁场区域后，与静止在点P（a，a）、质量为

的中性粒子乙发生弹性正碰，且有一半电量转移给粒子乙。（不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场、磁场变化引起的效应）
（1）求电场强度的大小E；
（2）若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在x≤0区域内加上与x>0区域内相同的磁场，求从两粒子碰撞到下次相遇的时间△t；
（3）若两粒子碰撞后，粒子乙首次离开第一象限时，撤去电场和磁场，经一段时间后，在全部区域内加上与原x>0区域相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交，求这段时间内粒子甲运动的距离L。