专题提升16　带电粒子在磁场中运动的临界、多解问题--2025版高考总复习物理.pdfVIP

[基础落实练]

1．如图所示，在x轴的上方(y≥0)存在着垂直于纸面向里的匀强磁场(未画出)，磁感应

强度大小为B。在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、带电荷量为

q的正离子，速率都为。对那些在xOy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的位置中离

v

x轴及y轴最远距离分别为()

2mv2mvmv2mv

A．B．

qBqBqBqB

2mvmvmvmv

C．D．

qBqBqBqB

解析：若让沿x轴正方向射出的离子的轨迹圆绕O点缓慢转动(如图所示)，不难得出离

2mv2mv

y轴最远为|x|＝2r＝，离x轴最远为y＝2r＝，故A正确。

qBqB

答案：A

2.我国新托卡马克装置——中国环流器二号M装置由中核集团核工业西南物理研究院

承建，托卡马克装置意在通过可控热核聚变的方式，给人类带来几乎无限的清洁能源，俗称

“人造太阳”。要实现可控热核聚变，装置中必须有极高的温度，因而带电粒子将没有通常

意义上的“容器”可装，而是通过磁约束，使之长时间束缚在某个有限空间内。如图所示，

环状磁场的内半径为R，外半径为R，磁感应强度大小为B，中空区域内带电粒子的质量

12

为m，电荷量为q，具有各个方向的速度。欲保证带电粒子都不会穿出磁场的外边缘而被约

束在半径为R的区域内，则带电粒子的最大速度为()

2

qB(R＋R)qB(R－R)

2121

A．B．

2m2m

2222

qB（R－R）qB（R－R）

2121

C．D．

2mR12mR2

mv

解析：由r＝可知，粒子的速度越大，在磁场中运动的半径越大，故带电粒子的最大

Bq

R－RmvqB(R－R)

速度可通过最大半径求得，最大半径为r＝21。根据r＝，得v＝21，A、

maxmax

2qB2m

C、D错误，B正确。

答案：B

3.如图所示，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向

外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一个质量为