9.如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場,在邊長為2R的正方形區(qū)域里也有勻強磁場.兩個磁場的磁感應(yīng)強度大小相同.兩個相同的帶電粒子以相同的速率分別從M、N兩點射入勻強磁場.在M點射入的帶電粒子,其速度方向指向圓心;在N點射入的帶電粒子,速度方向與邊界垂直,且N點為正方形邊長的中點,則下列說法正確的是( 。
A.帶電粒子在磁場中飛行的時間一定不同
B.從M點射入的帶電粒子可能先飛出磁場
C.從N點射入的帶電粒子可能先飛出磁場
D.從N點射入的帶電粒子不可能比M點射入的帶電粒子先飛出磁場

分析 帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,作出粒子的運動軌跡,分析兩種磁場中的幾何關(guān)系,從而明確粒子在磁場中運動的時間.

解答 解:帶電粒子垂直于磁場方向進入勻強磁場,粒子做勻速圓周運動,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,粒子的軌道半徑:r=$\frac{mv}{qB}$,兩粒子相同、兩粒子的速率相同,則兩粒子的軌道半徑r相同,粒子做圓周運動的周期T=$\frac{2πm}{Bq}$相等,磁場圓的直徑恰好等于正邊形邊長,故圓內(nèi)切于正方形; 作出粒子運動軌跡如圖所示;
A、由圖示可知,當(dāng)粒子軌道半徑r=R時,兩粒子在磁場中的運動時間相等,都等于$\frac{1}{4}$T,故A錯誤;
B、由圖示可知,當(dāng)粒子軌道半徑r≠R時,粒子在圓形磁場中做圓周運動轉(zhuǎn)過的圓心角都小球在正方形區(qū)域中做圓周運動轉(zhuǎn)過的圓心角,
則粒子在圓形磁場中的運動時間小于在正方形磁場中的運動時間,即從M點射入的粒子運動時間小于從N點射入的粒子運動時間,故BD正確,C錯誤;
故選:BD.

點評 本題考查了比較粒子在磁場中的運動時間,帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,比較出粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角大小即可正確解題,作出粒子的運動軌跡是正確解題的前提與關(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:解答題

20.如圖,帶有輕質(zhì)滑輪的平板C放在水平桌面上,小車A通過繞過滑輪的輕繩與物體B相連,輕繩與平板C平行,小車A運動時平板C保持靜止.A、B、C質(zhì)量均為m,A、C間及繩與滑輪間摩擦不計,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度大小為g.求:
(1)小車運動時的加速度大。
(2)平板C受到桌面的摩擦力大小;
(3)保持平板C靜止,C與桌面間動摩擦因數(shù)μ至少為多少.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.轉(zhuǎn)動動能是物體動能的一種形式,它特指物體圍繞某一點或某一軸轉(zhuǎn)動所具有的動能.如圖所示的是實驗室中一種展示和測量轉(zhuǎn)動動能的裝置,一個由四根邊長為l的絕緣輕質(zhì)剛性桿組成正方形水平放置,在其四個端點a、b、c、d分別固定質(zhì)量均為m,電量均為q的點電荷,其中a點帶負電,其余b、c、d三點帶正電,正方形可繞中心豎直軸O在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動.現(xiàn)將正方形裝置放入一個水平電場中,初始位置aO連線與電場方向垂直,在電場力作用下,該裝置從靜止開始發(fā)生旋轉(zhuǎn),測量其轉(zhuǎn)動角速度便可知轉(zhuǎn)動動能.下列分析不正確的是 (分析時可不考慮豎直轉(zhuǎn)動軸O處的摩擦力)( 。
A.在電場力作用下裝置從靜止開始將向順時針方向轉(zhuǎn)動
B.在電場力作用下裝置從靜止開始會沿逆時針方向連續(xù)轉(zhuǎn)圈
C.在電場力作用下裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動的最大轉(zhuǎn)動動能Ekmax=$\frac{\sqrt{2}}{2}$Eql
D.在電場力作用下裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動的最大角速度ωkmax=$\sqrt{\frac{\sqrt{2}Eq}{ml}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.一細束含有紅光和紫光的復(fù)色光,從空氣斜射入水中,分成a、b兩束單色光,測得它們在水中的傳播速度va>vb,則下列說法正確的是( 。
A.a光的頻率大于b光的頻率
B.若用a、b光分別照射溫度計甲、乙,則甲的示數(shù)增加更快
C.若分別讓a、b兩光通過同一雙縫干涉裝置,則a光形成的干涉條紋的間距更小
D.若讓a、b兩光以同一入射角,從水中射入空氣,b光恰能發(fā)生全反射,則a光也一定能發(fā)生全反射

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖所示,有界勻強磁場邊界線SP∥MN,速率不同的同種帶電粒子(重力不計且忽略粒子間的相互作用)從S點沿SP方向同時射入磁場.其中穿過a點的粒子速度v1與MN垂直;穿過b點的粒子速度v2與MN成60°角,則粒子從S點分別到a、b所需時間之比為( 。
A.1:3B.4:3C.3:2D.1:1

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖所示,a、b、c為勻強電場中的三個等勢面,它們的電勢關(guān)系為φa<φb<φc.A、B兩小球用長為L的絕緣輕質(zhì)桿連接放置于該勻強電場中,桿與等勢面垂直.小球A帶電量為-q,小球B帶電量為+2q,在電場內(nèi)使A、B及桿分別做如下運動,則運動后A、B系統(tǒng)的電勢能最大的是( 。
A.A、B及桿向左平移距離L
B.A、B及桿向上平移距離L
C.A、B及桿向下平移距離L
D.A、B及桿繞過A、B中點且垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動90°

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

1.某同學(xué)做了“用單擺測定重力加速度”的實驗.

(1)測擺長時測量結(jié)果如圖1所示(單擺的另一端與刻度尺的零刻線對齊),則擺長為99.85cm.然后用秒表記錄了單擺做50次全振動所用的時間如圖2所示,則秒表讀數(shù)為100.6s.
(2)根據(jù)該同學(xué)的測量結(jié)果,若取π2=9.86,則其所測量的重力加速度值為9.73m/s2.(取三位有效數(shù)字)
(3)如果該同學(xué)測得的g值偏小,可能的原因是BC
A.測擺長時擺線拉得過緊
B.?dāng)[線上端未牢固地系于懸點,振動中出現(xiàn)了松動,使擺線長度增加了
C.開始計時時,秒表開始計時按鈕提前按下,但終止計時按鈕準時按下
D.實驗中誤將49次的全振動數(shù)成了50次全振動.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,某物體從A點運動到B點,發(fā)生的位移是(  )
A.1mB.-5mC.5mD.-1m

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.下列說法正確的是( 。
A.康普頓效應(yīng)表明光具有波動性
B.陰極射線管和光電管產(chǎn)生電子的原理是相同的
C.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭開了人類研究原子核結(jié)構(gòu)的序幕
D.不確定性關(guān)系△x△p≥$\frac{h}{4π}$只因技術(shù)所限,隨著科技發(fā)展,微觀粒子的動量和位置可同時確定

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