13.如圖所示,在正方形空腔內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,不計(jì)重力的帶電粒子甲、乙從a孔垂直磁場方向平行于ab邊射入磁場,甲從c孔射出,乙從d孔射出,下列說法正確的是( 。
A.若甲、乙為同種帶電粒子,速率之比為1:1
B.若甲、乙為同種帶電粒子,角速度之比為1:1
C.若甲、乙為同種帶電粒子,在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1:1
D.甲、乙為不同種帶電粒子但速率相同,它們的比荷為2:1

分析 粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)題意求出粒子的軌道半徑,應(yīng)用牛頓第二定律求出粒子的線速度、角速度與周期,然后分析答題.

解答 解:粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,由幾何知識可知:r=2r,粒子轉(zhuǎn)過的圓心角:θ=90°,θ=180°;
A、粒子做圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得:v=$\frac{qBr}{m}$,若甲、乙為同種帶電粒子,速率之比:$\frac{{v}_{甲}}{{v}_{乙}}$=$\frac{{r}_{甲}}{{r}_{乙}}$=$\frac{2}{1}$,故A錯(cuò)誤;
B、角速度:ω=$\frac{v}{r}$,若甲、乙為同種帶電粒子,角速度之比:$\frac{{ω}_{甲}}{{ω}_{乙}}$=$\frac{\frac{{v}_{甲}}{{r}_{甲}}}{\frac{{v}_{乙}}{{r}_{乙}}}$=$\frac{{v}_{甲}{r}_{乙}}{{v}_{乙}{r}_{甲}}$=$\frac{2}{1}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{1}$,故B正確;
C、粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期:T=$\frac{2πm}{qB}$,粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=$\frac{θ}{360°}$T,若甲、乙為同種帶電粒子,在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比:$\frac{{t}_{甲}}{{t}_{乙}}$=$\frac{{θ}_{甲}}{{θ}_{乙}}$=$\frac{90°}{180°}$=$\frac{1}{2}$,故C錯(cuò)誤;
D、由牛頓第二定律得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得,比荷:k=$\frac{q}{m}$=$\frac{v}{Br}$,甲、乙為不同種帶電粒子但速率相同,它們的比荷:$\frac{{k}_{甲}}{{k}_{乙}}$=$\frac{\frac{{v}_{甲}}{B{r}_{甲}}}{\frac{{v}_{乙}}{B{r}_{乙}}}$=$\frac{{v}_{甲}{r}_{乙}}{{v}_{乙}{r}_{甲}}$=$\frac{2}{1}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{1}$,故D錯(cuò)誤;
故選:B.

點(diǎn)評 本題屬于帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)中典型題目,分析清楚粒子運(yùn)動(dòng)過程、作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡,求出粒子的軌道半徑之間關(guān)系、求出粒子轉(zhuǎn)過的圓心角是解題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.冬奧會(huì)自由式滑雪比賽,運(yùn)動(dòng)員沿著山坡上的雪道從高處滑下,如圖所示.下列描述正確的是(  ) 
A.雪道對雪撬的摩擦力做正功B.運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能守恒
C.運(yùn)動(dòng)員的重力勢能減小D.運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增大

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

4.如圖所示,將某正粒子放射源置于原點(diǎn)O,其向各方向射出的粒子速度大小均為υ0、質(zhì)量均為m、電荷量均為q.在0≤y≤d的一、二象限范圍內(nèi)分布著一個(gè)左右足夠?qū)挼膭驈?qiáng)電場,方向與y軸正向相同,在d<y≤2d的一、二象限范圍內(nèi)分布著一個(gè)左右足夠?qū)挼膭驈?qiáng)磁場,方向垂直于xOy平面向里.粒子第一次離開電場上邊界y=d時(shí),能夠到達(dá)的最右側(cè)的位置為($\frac{{2\sqrt{3}}}{3}$d,d),且最終恰沒有粒子從y=2d的邊界離開磁場,若只考慮每個(gè)粒子在電場中和磁場中各運(yùn)動(dòng)一次,不計(jì)粒子重力以及粒子間的相互作用,求:
(1)電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B;
(2)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間和最短時(shí)間.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

1.有一平行板電容器,內(nèi)部為真空,兩個(gè)電極板間的間距為$\frac{L}{2}$,極板長為L,極板間有一勻強(qiáng)電場,U為兩極板間的電壓,電子從極板左端的正中央以初速v0射入,其方向平行于極板,并打在極板上,如圖(甲)所示.電子的電荷量用e表示,質(zhì)量用m表示,重力不計(jì).回答下面問題(用字母表示結(jié)果).
(1)如圖甲所示,電子的初速v0至少為何值,電子才能飛出極板;
(2)若極板間沒有電場,只有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,電子從極板左端的正中央以平行于極板的初速度v0射入,如圖乙所示,則電子的初速度v0為何值,電子才能飛出極板?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

8.在Oxy平面內(nèi)的OPMN區(qū)域內(nèi),存在兩個(gè)場強(qiáng)大小均為E,方向分別向左和豎直向上的勻強(qiáng)電場Ⅰ和Ⅱ,兩電場的邊界均是邊長為L的正方形.兩電場之間存在一段寬為L的真空區(qū)域.已知電子的質(zhì)量為m,電量為e,不計(jì)電子重力.求:
(1)該區(qū)域OP邊的中點(diǎn)處由靜止釋放電子,電子進(jìn)入Ⅱ區(qū)域時(shí)的速度大小;
(2)若在Ⅰ區(qū)域坐標(biāo)為($\frac{L}{2}$,$\frac{L}{2}$)的Q點(diǎn)由靜止釋放電子,求電子離開Ⅱ區(qū)域時(shí)的位置坐標(biāo)及電子射出電場時(shí)速度的大小、方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

18.(1)在“測定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中,小朱同學(xué)在實(shí)驗(yàn)桌上看到方木板上有一張白紙,白紙上有如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材,他認(rèn)為缺少一種器材,請你寫出所缺器材的名稱:刻度尺.老師將器材配齊后,他進(jìn)行實(shí)驗(yàn),圖乙是他在操作過程中的一個(gè)狀態(tài),請你指出第四枚大頭針應(yīng)在圖乙中的位置B(填“A”、“B”或“C”).

 (2)小紅利用方格坐標(biāo)紙測定玻璃的折射率,如圖丙所示,AO是畫在紙上的直線,她在直線AO適當(dāng)位置豎直插上P1、P2兩枚大頭針,放上半圓形玻璃磚(如圖丙中粗黑線所示),然后插上P3、P4兩枚大頭針,以確定折射光線.其中她確定P3大頭針位置的方法應(yīng)當(dāng)是:透過玻璃磚看,P3大頭針擋住P1、P2兩枚大頭針的像.操作完成后,她用圓規(guī)作了一個(gè)以O(shè)為圓心,半徑與玻璃磚半徑相同的半圓(如圖丙中虛線所示),則她測出玻璃的折射率n=1.5.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

5.如圖所示,坐標(biāo)平面第1象限內(nèi)存在大小為E=3×105N/C、方向水平向左的勻強(qiáng)電場,在第II象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.質(zhì)荷比$\frac{m}{q}$=4×10-10 kg/C的帶正電的粒子,以初速度v0=2×107m/s從x軸上的A點(diǎn)垂直x軸射入電場,OA=0.15m,不計(jì)粒子的重力.
(1)求粒子經(jīng)過y軸時(shí)的位置到原點(diǎn)O的距離:
(2)若要使粒子不能進(jìn)入第三象限,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進(jìn)入電場后的運(yùn)動(dòng)情況).

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

2.判斷下面各情況中,UAB是大于零還是小于零.
(1)正電荷由A點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí),靜電力做負(fù)功,則UAB小于零;
(2)負(fù)電荷由A點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí),靜電力做正功,則UAB小于零;
(3)負(fù)電荷在A點(diǎn)所具有的電勢能比B點(diǎn)小,則UAB大于零

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.如圖所示,“”型桿上通過輕繩連有兩個(gè)滑環(huán)A、B,已知它們的質(zhì)量mA=mB=2.0kg,A與水平桿間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3,B與豎直桿間光滑接觸,輕繩長L=0.25m.現(xiàn)用水平力將A環(huán)緩慢向右拉動(dòng),拉動(dòng)過程中,θ角由37°增大到53°,則在這一過程中(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,sin53°=0.8,cos53°=0.6)( 。
A.系統(tǒng)增加的機(jī)械能為2.0JB.系統(tǒng)增加的內(nèi)能為0.6J
C.輕繩對B做功為1.0JD.拉力F做的功為1.6J

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同步練習(xí)冊答案