專題十六帶電粒子在有界勻強磁場中的運動(限時40分鐘)1.(多選)[2023·浙江臺州模擬]如圖所示,兩個初速度大小相同的同種離子a和b從O點沿垂直于磁場方向進入勻強磁場,最后打到屏P上.不計重力.下列說法正確的是()A.a、b均帶正電B.a在磁場中飛行的時間比b的短C.a在磁場中飛行的路程比b的短D.a在P上的落點與O點的距離比b的近2.[2023·四川樂山模擬]如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場,三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c以不同的速率對準圓心O沿著AO方向射入磁場,其運動軌跡如圖所示.若帶電粒子只受磁場力的作用,則下列說法正確的是 ()A.a、b、c均帶正電B.a粒子在磁場中運動的時間最長C.a粒子的動能最大D.它們做圓周運動的周期Ta<Tb<Tc3.[2023·湖北十堰模擬]如圖所示,在矩形區(qū)域MNQP中有一垂直于紙面向里的勻強磁場,質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子a、b、c以不同的速率從O點沿垂直于PQ的方向射入磁場,圖中實線是它們的軌跡,O是PQ的中點,不計粒子重力及粒子間的相互作用.下列說法中正確的是 ()A.粒子c帶負電,粒子a、b帶正電B.射入磁場時,粒子b的速率最小C.粒子a在磁場中運動的時間最長D.若勻強磁場的磁感應(yīng)強度增大,其他條件不變,則粒子a在磁場中運動的時間不變4.(多選)[2023·廣東梅州模擬]兩個帶等量異種電荷的粒子分別以速度va和vb射入勻強磁場,兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為60°和30°,磁場寬度為d,兩粒子同時由A點出發(fā),同時到達B點,如圖所示,則 ()A.兩粒子的軌跡半徑之比Ra∶Rb=1∶3B.兩粒子的質(zhì)量之比ma∶mb=1∶2C.兩粒子做圓周運動的周期之比Ta∶Tb=2∶1D.兩粒子的速率之比va∶vb=3∶25.[2023·東北師大附中模擬]如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,AC為該圓的一條直徑,O為圓心.一帶電粒子以速度v0從C點沿與AC成θ=45°角方向垂直于磁場射入圓形區(qū)域,離開磁場時速度方向恰好與AC成θ=45°角向左,不計粒子所受重力,則 ()A.該粒子一定帶負電B.該粒子的比荷為2C.該粒子在磁場中做圓周運動的半徑為RD.該粒子在磁場中的運動時間為π6.[2020·全國卷Ⅲ]真空中有一勻強磁場,磁場邊界是兩個半徑分別為a和3a的同軸圓柱面,磁場的方向與圓柱軸線平行,其橫截面如圖所示.一速率為v的電子從圓心沿半徑方向進入磁場.已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,忽略重力.為使該電子的運動被限制在圖中實線圓圍成的區(qū)域內(nèi),磁場的磁感應(yīng)強度最小為 ()A.3B.mvC.3D.37.[2023·湖南郴州模擬]如圖所示,直角三角形ABC區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場,∠A=60°,∠B=30°,放置在A點的放射源沿著AC方向發(fā)射出各種速率的帶負電粒子,放置在B點的放射源沿著BC方向發(fā)出各種速率的帶正電粒子,正負粒子的比荷相同,不計粒子所受的重力及粒子間的相互作用.若從邊界AC飛出的正粒子在磁場中飛行的最長時間為t,則從邊界BC飛出的負粒子在磁場中飛行的最長時間為 ()A.23B.tC.32D.2t8.[2023·北京延慶區(qū)模擬]如圖所示,邊長為L的正方形區(qū)域abcd中充滿勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里.一帶電粒子從ad邊的中點M垂直于ad邊以一定速度射入磁場,僅在洛倫茲力的作用下,正好從ab邊中點N射出磁場.忽略粒子受到的重力,下列說法正確的是 ()A.若僅將粒子射入磁場的速度增大為原來的2倍,則粒子將從b點射出B.若僅將粒子射入磁場的速度增大為原來的2倍,則粒子在磁場中運動的時間也增大為原來的2倍C.若僅將磁感應(yīng)強度的大小增大為原來的2倍,則粒子將從a點射出D.若僅將磁感應(yīng)強度的大小增大為原來的2倍,則粒子在磁場中運動的時間也增大為原來的2倍9.如圖所示,在無限長的豎直邊界AC和DE間,上、下方分別充滿方向垂直于平面ADEC向外的勻強磁場,上方磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小為B0,OF為上、下方磁場的水平分界線.質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從AC邊界上與O點相距為a的P點沿紙面且垂直于AC邊界射入上方磁場區(qū)域,經(jīng)OF上的Q點第一次進入下方磁場區(qū)域,Q點與O點的距離為3a.不考慮粒子重力.(1)求粒子射入時的速度大小;(2)若下方區(qū)域的磁感應(yīng)強度B=3B0,粒子最終垂直于DE邊界飛出,求邊界DE與AC間距離的可能值.10.[2023·河北邢臺模擬]如圖所示,在水平絕緣固定板上方存在左右邊界平行且相距為3d的勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直于紙面向里,磁場的左右兩邊界(邊界有磁場)與絕緣板垂直且分別相交于點M、N.質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子從左邊界上與M點相距為d的P點以速度v0水平向右射入磁場,剛好垂直撞到絕緣板上.已知粒子重力不計,粒子與板碰撞時會被反彈,碰撞過程中粒子的電荷量不變,碰撞時間遠小于粒子在磁場中運動的時間,碰撞時粒子的水平位移可忽略.(1)求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小;(2)若粒子以大小不同的速度從P點水平向右射入