2020届高三高考物理二轮综合提高复习：磁场的性质及带电粒子在磁场中的运动

一、单选题

1. 难度：简单

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.

2. 难度：简单

在x轴上方有垂直于纸面的匀强磁场，同一种带电粒子从O点射入磁场．当入射方向与x轴的夹角时，速度为v₁、v₂的两个粒子分别从a、b两点射出磁场，如图所示，当时，为了使粒子从ab的中点c射出磁场，则速度应为（    ）

A. B.

C. D.

3. 难度：困难

如图所示，在直角三角形ABC内存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），AB边长度为d，∠C= ，现垂直AB边射入一群质量均为m、电荷量均为q、速度大小均为v的带正电粒子，已知垂直AC边射出的粒子在磁场中运动的时间为t₀ ，运动时间最长的粒子在磁场中的运动时间为，则下列判断中错误的是（     ）

A. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4t₀

B. 该匀强磁场的磁感应强度大小为

C. 粒子在磁场中运动的轨道半径为d

D. 粒子进入磁场时速度大小为

4. 难度：简单

如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度B＝1T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心、r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点．已知a点的磁感应强度为0，则下列叙述正确的是(　　)

A.直导线中的电流方向垂直于纸面向外

B.b点的实际磁感应强度为T，方向斜向右上方，与B的夹角为45°

C.c点的实际磁感应强度为0

D.d点的实际磁感应强度与b点相同

5. 难度：简单

如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B₁＝2B₂，一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B₁磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点(　　)

A. B. C. D.

6. 难度：简单

如图所示，质量为m、长为l的铜棒ab，用长度也为l的两根轻导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.未通电时，轻导线静止在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度为θ，则(　　)

A.棒中电流的方向为b→a B.棒中电流的大小为

C.棒中电流的大小为 D.若只增大轻导线的长度，则θ变小

二、多选题

7. 难度：简单

一质量为m、带电荷量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动．若磁场方向垂直于它的运动平面，且作用在负电荷上的电场力恰好是洛伦兹力的三倍，则负电荷做圆周运动的周期可能是(　　)

A. B. C. D.

8. 难度：简单

如图所示，以O为圆心、MN为直径的圆的左半部分内有垂直纸面向里的匀强磁场，三个不计重力、质量相同、带电量相同的粒子，其中a、b带正电，c带负电，均以相同的速率分别沿aO、bO和cO方向垂直于磁场射入磁场区域，已知bO垂直于MN，aO、cO和bO的夹角都为30°，a、b、c三个粒子从射入磁场到射出磁场所用时间分别为t_a、t_b、t_c，则下列给出的时间关系可能正确的是

A.t_a=t_b=t_c B.t_a<t_b<t_c  C.t_a=t_c<t_b D.t_a>t_c>t_b

9. 难度：中等

图中虚线为半圆形，其中存在垂直纸面向外的匀强磁场，AB为过圆心且与竖直直径CD垂直的半径，现有两完全相同的带正电粒子(重力不计)分别从A点和B点以大小相同的速度沿水平半径AB和BA方向射入磁场．已知磁场的磁感应强度大小为B、磁场区域的半径为R，粒子的质量和电荷量分别用m、q表示．则

A.两粒子均向上偏转

B.两粒子在磁场中运动的时间相等

C.若两粒子的速度v<，则由A点进入的粒子在磁场中运动的时间一定为

D.若两粒子的速度v=，则由A点进入的粒子在磁场中运动的时间长

10. 难度：简单

如图所示，边长为l的正方形abcd区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一带电粒子从b点沿bc方向射入该磁场区域，经过时间t₀恰好能从d点射出，且其速度方向与ad边垂直，则下列说法正确的是(　　)

A.该粒子一定带负电荷

B.该粒子从b点进入磁场时的速度大小为

C.该粒子的比荷为

D.若粒子进入磁场时的速度减为原来的一半，则粒子一定从a点射出磁场

三、解答题

11. 难度：困难

如图所示，两平行金属板之间电压为.两足够长的平行边界区域内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为. 一质量为、带电荷量为的粒子(不计重力)，从板中央处由静止释放，经板上的小射出后，垂直进入磁场，且进入磁场时与边界成角，最终粒子从边界离开磁场.求：

（1）粒子离开电场时的速度及粒子在磁场中做圆周运动的半径；

（2）两边界的最小距离；

（3）粒子在磁场中运动的时间.

12. 难度：简单

如图所示，某平面内有折线PAQ为磁场的分界线，已知∠A＝90°，AP＝AQ＝L。在折线的两侧分布着方向相反，与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。现有一质量为m、电荷量为＋q的粒子从P点沿PQ方向射出，途经A点到达Q点，不计粒子重力。求粒子初速度v应满足的条件及粒子从P经A到达Q所需时间的最小值。