专题10 带电粒子在磁场中的运动—备战2022年高考物理母题题源解密（全国通用）（原卷版）

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专题 10 带电粒子在磁场中的运动
【母题来源一】2021 年高考全国卷
【母题题文】（2021·全国高考真题）如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为 m、电荷量为
的带电粒子从圆周上的 M点沿直径 方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为 ，离
开磁场时速度方向偏转 ；若射入磁场时的速度大小为 ，离开磁场时速度方向偏转 ，不计重力，则
为（　　）
A．B．C．D．
【母题来源二】2021 年高考河北卷
【母题题文】（2021·河北高考真题）如图，距离为 d的两平行金属板 P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强
度大小为 ，一束速度大小为 v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为 L的两光滑平行金属导轨固定在
与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为 ，导轨平面与水平面夹角为 ，两导轨分别与 P、Q
相连，质量为 m、电阻为 R的金属棒 垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为 g，不计导轨电阻、板间
电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（　　）
A．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，
B．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，
C．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，
D．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，
【母题来源三】2021 年高考全国卷
【母题题文】（2021·全国高考真题）如图，长度均为 l的两块挡板竖直相对放置，间距也为 l，两挡板上
边缘 P和M处于同一水平线上，在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为 E；
两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为 m，电荷量为 q（q>0）的粒子自
电场中某处以大小为 v0的速度水平向右发射，恰好从 P点处射入磁场，从两挡板下边缘 Q和N之间射出磁
场，运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时的速度方向与 PQ 的夹角为 60°，不计重力。
（1）求粒子发射位置到 P点的距离；
（2）求磁感应强度大小的取值范围；
（3）若粒子正好从 QN 的中点射出磁场，求粒子在磁场中的轨迹与挡板 MN 的最近距离。
【母题来源四】2021 年高考山东卷
【母题题文】（2021·山东高考真题）某离子实验装置的基本原理如图甲所示。Ⅰ区宽度为 d，左边界与 x
轴垂直交于坐标原点 O，其内充满垂直于 平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 ；Ⅱ区宽度为
L，左边界与 x轴垂直交于 点，右边界与 x轴垂直交于 点，其内充满沿 y轴负方向的匀强电场。测试
板垂直 x轴置于Ⅱ区右边界，其中心 C与 点重合。从离子源不断飘出电荷量为 q、质量为 m的正离子，
加速后沿 x轴正方向过 O点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区，恰好到达测试板中心 C。已知离子刚进入Ⅱ区时速度方
向与 x轴正方向的夹角为 。忽略离子间的相互作用，不计重力。
（1）求离子在Ⅰ区中运动时速度的大小 v；
（2）求Ⅱ区内电场强度的大小 E；
（3）保持上述条件不变，将Ⅱ区分为左右两部分，分别填充磁感应强度大小均为 B（数值未知）方向相反
且平行 y轴的匀强磁场，如图乙所示。为使离子的运动轨迹与测试板相切于 C点，需沿 x轴移动测试板，
求移动后 C到 的距离 S。
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