2025年物理新高考备考2025年（版）物理《三维设计》一轮总复习（提升版）素养提升17　磁场中的三类动态圆模型

素养提升17磁场中的三类动态圆模型1.（多选）（2024·湖南岳阳模拟）如图所示，在圆心为O、半径为R的半圆形区域内（不含边界）有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，MN为直径。大量带正电荷的同种粒子以不同的速率从O点在纸面内沿与ON成30°角的方向射入磁场。粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子受到的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（）A.粒子在磁场中运动的最长时间为5B.若粒子恰好从圆弧边界离开磁场，则粒子的速度大小为qBRC.若粒子恰好从O点正上方的P点离开磁场，则粒子的速度大小为3D.选择合适的速度，粒子可能从M点离开磁场2.（多选）（2024·内蒙古赤峰模拟）如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的部分边界，其中bc段是半径为R的四分之一圆弧，ab、dc的延长线通过圆弧的圆心，Ob长为R。一束质量为m、电荷量大小为q的粒子流，在纸面内以不同的速率从O点垂直ab射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，其中M、N是圆弧边界上的两点。不计粒子的重力及它们之间的相互作用。则下列说法中正确的是（）A.粒子带负电B.从M点射出粒子的速率一定小于从N点射出粒子的速率C.从M点射出粒子在磁场中运动时间一定小于从N点射出粒子所用时间D.在磁场中运动时间最短的粒子用时为23.（多选）（2024·安徽宿州一模）如图所示，边长为L的正三角形ABC区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为＋q的同种粒子自A点沿角平分线射入磁场，若以初速度v0射入，经过时间t，粒子从AC边界距A点L3处射出磁场，不计粒子的重力，则（A.粒子圆周运动的周期为3tB.粒子的初速度等于2v0时，在磁场中运动的时间仍为tC.粒子的初速度小于3v0时，离开磁场时的速度反向延长线均垂直于AB边D.粒子的初速度大于3v0时，离开磁场时速度的偏转角大于π4.（多选）（2024·安徽蚌埠模拟）如图所示，a、b是直线上间距为4d的两点，也是半圆直径的两个端点，c位于ab上，且ac＝d，直线上方存在着磁感应强度大小为B、垂直于半圆平面的匀强磁场（未画出），其中半圆内部没有磁场。一群比荷为k的同种带电粒子从ac之间以相同的速率垂直于ab射入圆弧区域，所有粒子都能通过b点，不计粒子间的相互作用和粒子的重力，则（）A.粒子的速率为2dBk B.粒子的速率为dBkC.从c点射入的粒子在磁场中运动的时间为2π3kB D.从5.（多选）（2024·河南郑州模拟）如图所示，矩形ABCD区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，AB边长为d，BC边长为2d，O是BC边的中点，E是AD边的中点，在O点有一粒子源，可以在纸面内向磁场内各个方向射出质量均为m、电荷量均为q、有同种电性的带电粒子，粒子射出的速度大小相同，速度与OB边的夹角为60°的粒子恰好从E点射出磁场，不计粒子的重力，则（）A.粒子带正电 B.粒子运动的速度大小为qBdC.粒子在磁场中运动的最长时间为πm3qB D.磁场区域中有粒子通过的面积为6.（多选）如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量均为m、电荷量均为q的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点。已知OP＝3OS＝3d，粒子带负电，粒子所受重力及粒子间的相互作用均不计，则（）A.粒子的速度大小为qBdB.从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为3∶2C.沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为32D.从O点射出的粒子在磁场中的运动时间为π7.如图所示，在xOy平面的第Ⅰ、Ⅳ象限内有一圆心为O、半径为R的半圆形匀强磁场，线状粒子源从y轴左侧平行于x轴正方向不断射出质量为m、电荷量为q、速度大小为v0的带正电粒子。磁场的磁感应强度大小为mv02qR、方向垂直平面xOy向里。不考虑粒子间的相互作用，不计粒子受到的重力。所有从不同位置进入磁场的粒子中，在磁场中运动的时间最长为A.πR6v0C.πR3v08.空间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面，线段MN是屏与纸面的交线，长度为4L，其左侧有一粒子源S，可沿纸面内各个方向不断发射质量为m、电荷量为q、速率相同的粒子；SP⊥MN，P为垂足，如图所示，已知SP＝MP＝L，若MN上所有的点都能被粒子从其右侧直接打中，则粒子的速率至少为（）A.2qBLm C.5qBLm 9.（2024·湖北襄阳模拟）如图所示，在竖直边界MN左侧有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，竖直边界O处有一小孔，大量带正电的相同粒子从各种不同方向沿纸面以相同速率从小孔射入磁场。紧贴小孔的下方有一可绕O转动的足够长挡板OA（忽略小孔的大小，认为小孔与转动轴在同一位置），射入磁场的带电粒子能全部打在挡板上。不计粒子重力及其相互作用，当