質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(忽略重力)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),形成空間環(huán)形電流.已知粒子的運(yùn)動(dòng)速率為v、半徑為R、周期為T,環(huán)形電流的大小為I.則下面說法正確的是( 。
分析:本題是洛倫茲力充當(dāng)向心力的一個(gè)綜合應(yīng)用.
由洛倫茲力充當(dāng)向心力的速度公式可以判定A;
由洛倫茲力充當(dāng)向心力的角速度公式即線速度與角速度關(guān)系可以判定B;
由洛倫茲力充當(dāng)向心力的周期公式可以求出周期,然后再求電流,可以判定C;
由C的解答可以判定D.
解答:解:
A:由洛倫茲力充當(dāng)向心力得:qvB=m
v2
R
,解得
q
m
=
v
RB
,故A錯(cuò)誤.
B:由洛倫茲力充當(dāng)向心力得:qvB=mRω2,又v=Rω,代入得:qRωB=mRω2,解得:ω=
qB
m
,故t時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角為:θ=ωt=
qBt
m
,故B正確.
C:由洛倫茲力充當(dāng)向心力得:qvB=mR
4π2
T2
,又:v=
2πR
T
,代入得:q
2πR
T
B=mR
4π2
T2
,化簡(jiǎn)得到:qB=m
T
,解得:T=
2πm
qB
,由電流定義式得環(huán)形電流:I=
q
T
=
q2B
2πm
,與速度無關(guān),故電流大小不變,故C正確.
D:由洛倫茲力充當(dāng)向心力得:qvB=mR
4π2
T2
,又:v=
2πR
T
,代入得:q
2πR
T
B=mR
4π2
T2
,化簡(jiǎn)得到:qB=m
T
,解得:T=
2πm
qB
,即周期與速度無關(guān),故D錯(cuò)誤.
故選:BC
點(diǎn)評(píng):本題需要熟練掌握磁場(chǎng)圓周運(yùn)動(dòng)中,洛倫茲力充當(dāng)向心力的各種表達(dá)式,由此可以判定各個(gè)選項(xiàng),其次需要留意我們不常用得到的一些知識(shí),如圓心角的求法這里用的是角速度定義的變形式,另有的時(shí)候還可以用其定義來求圓心角.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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如圖所示,質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子,從兩平行電極板正中央垂直電場(chǎng)線和磁感線以速度v飛入.已知兩極間距為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,這時(shí)粒子恰能沿直線穿過電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域.今將磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到某值,則粒子將落到極板上.已知粒子重力不計(jì),則粒子落到極板上時(shí)的動(dòng)能為多少?

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如圖所示,有一質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),自豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的P點(diǎn)靜止下落.在P點(diǎn)正下方距離h處有一彈性絕緣擋板S(擋板不影響勻強(qiáng)電場(chǎng)的分布),小球每次與擋板S相碰后電荷量均減少到碰前的k倍(k<1),而碰撞過程中小球的機(jī)械能不損失.
(1)設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中,擋板S處電勢(shì)φS=0,則電場(chǎng)中P 點(diǎn)的電勢(shì)φP為多少?下落前小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能EP為多少?
(2)小球從P點(diǎn)出發(fā)后到第一次速度變?yōu)榱愕倪^程中電場(chǎng)力對(duì)小球做了多少功?
(3)求在以后的運(yùn)動(dòng)過程中,小球距離擋板的最大距離l.

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精英家教網(wǎng)如圖所示:光滑絕緣桿豎直放置,它與以正電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C兩點(diǎn),質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的有孔小球從桿上A點(diǎn)無初速下滑,已知q<Q,AB=h,小球滑到B點(diǎn)的速度大小為
3
2
gh
,求:
(1)小球從A到B過程中電場(chǎng)力做的功;
(2)A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖9-3所示,一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子,從兩平行板左側(cè)中點(diǎn)沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入,當(dāng)入射速度為v時(shí),恰好穿過電場(chǎng)而不碰金屬板.要使粒子的入射速度變?yōu)関/2,仍能恰好穿過電場(chǎng),則必須再使(    )

圖9-3

A.粒子的電荷量變?yōu)樵瓉淼?/4             B.兩板間電壓減為原來的1/2

C.兩板間距離增為原來的4倍                D.兩板間距離減為原來的1/2

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科目:高中物理 來源:湖北省模擬題 題型:不定項(xiàng)選擇

質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(忽略重力)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),形成空間環(huán)形電流.已知粒子的運(yùn)動(dòng)速率為v、半徑為R、周期為T,環(huán)形電流的大小為I.則下面說法中正確的是
[     ]
A.該帶電粒子的比荷為
B.在時(shí)間t內(nèi),粒子轉(zhuǎn)過的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為
C.當(dāng)速率v增大時(shí),環(huán)形電流的大小I保持不變
D.當(dāng)速率v增大時(shí),運(yùn)動(dòng)周期T變小

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