1、专题73带电粒子在磁场中运动(二)直线磁场边界1.(多选)如图所示，ab是匀强磁场的边界，质量(H)和粒子(He)先后从c点射入磁场，初速度方向与ab边界夹角均为45，并都到达d点不计空气阻力和粒子间的作用关于两粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是()A.质子和粒子运动轨迹相同B.质子和粒子运动动能相同C.质子和粒子运动速率相同D.质子和粒子运动时间相同2.如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出下列说法正确的是()A.粒子带正电B.粒子在b点速率大于在a点速率C.若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出D.若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运
2、动时间变短3.2021贵阳市模拟(多选)如图所示，MN为两个方向相同且垂直于纸面的匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小关系为B12B2，一比荷值为k的带电粒子(不计重力)，以一定速率从O点垂直MN进入磁感应强度大小为B1的磁场，则粒子下一次到达O点经历的时间为()A.BCD4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B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(q0)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.BCD5.2021绵阳市模拟如图所示，长方形abcd区域内有垂直于纸面向里的匀强磁
3、场，同一带电粒子，以速率v1沿ab射入磁场区域，垂直于dc边离开磁场区域，运动时间为t1；以速率v2沿ab射入磁场区域，从bc边离开磁场区域时与bc边夹角为150，运动时间为t2.不计粒子重力则t1t2是()A.2B2C32D236.2021石家庄质检(多选)如图所示，等腰直角三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，直角边bc的长度为L.三个相同的带正电粒子从b点沿bc方向分别以速率v1、v2、v3射入磁场，在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3，且t1t2t3332.不计粒子的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是()A.粒子的速率关系一定是v1v2v3B.
4、粒子的速率可能是v2v1v3C.粒子的比荷D.粒子的比荷7.如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子已知电子的比荷为k.则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为()A.kBl，kBlBkBl，kBlC.kBl，kBlDkBl，kBl82021河北卷如图，一对长平行栅极板水平放置，极板外存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，极板与可调电源相连正极板上O点处的粒子源垂直极板向上发射速度为v0、带正电的粒子束，单个粒子的质量为m、电荷量为q.一足够长的挡板O
5、M与正极板成37倾斜放置，用于吸收打在其上的粒子C、P是负极板上的两点，C点位于O点的正上方，P点处放置一粒子靶(忽略靶的大小)，用于接收从上方打入的粒子，CP长度为L0.忽略栅极的电场边缘效应、粒子间的相互作用及粒子所受重力，sin37.(1)若粒子经电场一次加速后正好打在P点处的粒子靶上，求可调电源电压U0的大小；(2)调整电压的大小，使粒子不能打在挡板OM上，求电压的最小值Umin；(3)若粒子靶在负极板上的位置P点左右可调，则负极板上存在H、S两点(CHCPCS，H、S两点未在图中标出)，对于粒子靶在HS区域内的每一点，当电压从零开始连续缓慢增加时，粒子靶均只能接收到n(n2)种能量的
6、粒子，求CH和CS的长度(假定在每个粒子的整个运动过程中电压恒定).专题73带电粒子在磁场中运动(二)直线磁场边界1AB带电粒子在磁场中的偏转角度都为90，对应的弦长都为cd，故质子和粒子运动轨迹相同，A正确；带电粒子在磁场中的运动周期T，在磁场中的运动时间tT，质子(H)和粒子(He)比荷不同，质子和粒子运动时间不同，D错误；根据R知，质子和粒子半径相同，比荷不同，则运动速率不同，又因相同，故质子和粒子运动动能相同，B项正确，C错误2C3.BC4.B5C由T，和离子在磁场中运动的时间为tT，可知同一离子在同一磁场中运动周期相同，运行时间与速度偏角成正比，所以t1t2906032，C正确6BD
7、三个粒子在磁场中的运动轨迹可能如图所示，由图及题意可知时间相等的粒子一定从ab边射出，另一粒子一定从ac边射出，由r可知v1v3，v2v3，v1v2，A错误，B正确；粒子1、2的轨迹圆弧所对应的圆心角均为，故有t2，得，C错误；粒子3的轨迹圆弧所对应的圆心角为，轨迹半径rsinL，又r，得，故D正确7B本题考查了电子在磁场中运动的问题，有利于综合分析能力、应用数学知识处理物理问题能力的培养，突出了核心素养中的模型建构、科学推理、科学论证要素从a点射出的电子运动轨迹的半径R1，由Bqv1m得v1kBl；从d点射出的电子运动轨迹的半径R2满足关系l2R，得R2l，由Bqv2m得v2kBl，故正确选
8、项为B.8(1)(2)(3)见解析解析：(1)根据动能定理得qU0mv2mv，带电粒子进入磁场，由洛伦兹力提供向心力得qvBm，又有r，联立解得U0.(2)使粒子不能打在挡板OM上，则加速电压最小时，粒子的运动轨迹恰好与挡板OM相切，如图甲所示，设此时粒子加速后的速度大小为v1，在上方磁场中运动的轨迹半径为r1，在下方磁场中运动的轨迹半径为r2，由几何关系得2r1r2，解得r1r2，由题意知，粒子在下方磁场中运动的速度为v0，由洛伦兹力提供向心力得qv1Bm，qv0B，由动能定理得qUminmvmv，解得Umin.(3)画出粒子的运动轨迹，由几何关系可知P点的位置满足k(2rP2r2)2rPxCP(k1，2，3).当k1时，轨迹如图乙所示；当k5时，轨迹如图丙所示由题意可知，每个粒子的整个运动过程中电压恒定，粒子在下面的磁场中运动时，根据洛伦兹力提供向心力，有qv0Bm，解得r2，为定值，由第(2)问可知，rPr2，所以当k取1，rPr2时，xCP取最小值，即CHxCPmin，CS无穷远
