高中物理通用版計(jì)算題 10帶電粒子在圓形邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(原卷版+解析版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

（1）粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度大??；
（2）若沿垂直于正方形邊界的方向從電場(chǎng)射出的粒子恰好飛不出磁場(chǎng)，此時(shí)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)離點(diǎn)的最大距離多大？
2. (2024山西呂梁和孝義期末). 2023年是芯片行業(yè)重要的里程碑，中國(guó)成為了全球生產(chǎn)芯片的重要國(guó)家。離子注人是芯片制造過(guò)程中一道重要的工序。圖甲所示，是離子注入工作原理的示意圖，A處的離子無(wú)初速的“飄入”加速電場(chǎng)；經(jīng)電場(chǎng)加速后從P點(diǎn)沿半徑方向進(jìn)入半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，最后打在豎直放置的硅片上。離子的質(zhì)量為m、電荷量為q，加速電場(chǎng)的電壓為U，不計(jì)離子重力。求：
（1）離子進(jìn)入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大小v；
（2）若磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，離子從磁場(chǎng)邊緣上某點(diǎn)出磁場(chǎng)時(shí)，可以垂直打到硅片上，求圓形區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；
（3）為了追求芯片的精致小巧，需要對(duì)硅片材料的大小有嚴(yán)格的控制。如圖乙所示，O點(diǎn)到硅片的距離為2r，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足，要求所有離子都打到硅片上，求硅片的最小長(zhǎng)度l。
3. （2024山東威海銀灘高中質(zhì)檢）如圖，圓心為O、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)沒(méi)有磁場(chǎng)，圓形區(qū)域外存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，P是圓外一點(diǎn)，OP=3r。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子從P點(diǎn)在紙面內(nèi)垂直于OP射出。不計(jì)重力，。求：
（1）若要使粒子不進(jìn)入圓形區(qū)域，速度應(yīng)滿足怎樣的條件？
（2）若粒子能進(jìn)入圓形區(qū)域且經(jīng)過(guò)圓心O，粒子第一次在圓形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間；
（3）在（2）的情況下粒子第一次從圓形區(qū)域射出后，粒子再次射入圓形邊界所用的時(shí)間。（已知）
4. （2024安徽合肥一中等省10聯(lián)考）在如圖所示的直角坐標(biāo)系中，半徑的小圓其圓心剛好位于坐標(biāo)原點(diǎn)，半徑的大圓和小圓相交，大圓的圓心坐標(biāo)為（0，0.4m），大圓減去小圓部分充滿垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，abc為三束相同的粒子束，其相互之間的間距為，，a粒子從處從磁場(chǎng)外沿x軸正方向射向磁場(chǎng)，其剛好能沿小圓半徑方向穿過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)。在y軸負(fù)半軸上垂直y軸放置一長(zhǎng)度和小圓直徑相等的電子屏，該屏的中心位于y軸上，若粒子擊中電子屏能被完全吸收。已知粒子的質(zhì)量，帶電量，發(fā)射速度，每束粒子單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的數(shù)量個(gè)，不計(jì)粒子的重力和粒子之間相互作用，，，求：
（1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大??；
（2）電子屏能同時(shí)探測(cè)到三種粒子時(shí)與x軸的最大距離；
（3）求電子屏在y軸上不同位置受到粒子的平均撞擊力在y軸方向上的分量大小。
5．（14分）(2024湖南部分重點(diǎn)高中3月聯(lián)考)如圖所示，在第Ⅰ、Ⅳ象限和第Ⅱ象限半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，圓形區(qū)域與x軸相切于A點(diǎn)，A點(diǎn)橫坐標(biāo)為．在第Ⅱ、Ⅲ象限與y軸之間充滿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未畫出）．位于A的粒子源可以源源不斷的朝磁場(chǎng)內(nèi)各個(gè)方向以射入某種粒子，發(fā)現(xiàn)粒子最終都水平進(jìn)入了第Ⅰ象限，做圓周運(yùn)動(dòng)后打到了位于y軸負(fù)方向上的光屏上到的范圍內(nèi)．帶電粒子的重力忽略不計(jì)，求：
（1）帶電粒子所帶電荷的正負(fù)及比荷；
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向和電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；
（3）在第Ⅰ、Ⅳ象限范圍內(nèi)有粒子通過(guò)的最窄處的寬度．
6. （2024河北邯鄲一模）如圖所示的環(huán)形區(qū)域中存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知外圓半徑是內(nèi)圓半徑的倍，內(nèi)圓半徑為R。MN為磁場(chǎng)外圓邊界的直徑，一群均勻分布、質(zhì)量為m、帶電荷量為的粒子垂直MN以速度v平行射入磁場(chǎng)區(qū)域，粒子入射范圍的寬度等于MN的長(zhǎng)度。已知正對(duì)圓心O入射的粒子恰好沒(méi)有射入內(nèi)圓，不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用。求：
（1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；
（2）若某粒子可以垂直射入內(nèi)圓，則該粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到內(nèi)圓所需的時(shí)間；
（3）從M點(diǎn)射入的粒子第一次在環(huán)形磁場(chǎng)中速度偏轉(zhuǎn)角的余弦值。

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