18．如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，O為圓心，ab為直徑，c為圓上一點，∠aOc=60°．甲、乙兩帶電粒子相同的速率分別從a、b兩端點沿半徑方向射向O點，兩粒子都能從c點離開磁場，不計重力，則（　　）
A．甲粒子帶正電、乙粒子帶負(fù)電
B．甲、乙兩粒子離開磁場時的速度方向不同
C．甲、乙兩粒子的比荷之比為2：1
D．甲、乙兩粒子的比荷之比為3：1

分析 甲、乙兩個粒子均受洛侖茲力，做勻速圓周運動，畫出軌跡，結(jié)合幾何關(guān)系得到軌道半徑；根據(jù)牛頓第二定律列式得到比荷的比值．

解答 解：A、根據(jù)左手定則，甲帶負(fù)電荷，乙?guī)д姾�，故A錯誤；
B、對于圓形的有邊界的磁場，結(jié)合圓的對稱性，粒子射入時速度指向圓心，則射出時速度背離圓心，故甲、乙兩粒子離開磁場時的速度方向都是背離圓心，相同，故B錯誤；
CD、畫出軌跡，如圖所示：

甲的軌道半徑r1=$\frac{R}{tan60°}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$R；
乙的軌道半徑r2=$\frac{R}{tan30°}$=$\sqrt{3}$R；
故r1：r2=1：3；
粒子做勻速圓周運動，洛侖茲力提供向心力，故：
qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，
解得：r=$\frac{mv}{qB}$，
由于v、B相同，故r∝$\frac{1}{\frac{q}{m}}$；
故甲、乙兩粒子的比荷之比為3：1；
故C錯誤，D正確；
故選：D

點評 本題關(guān)鍵是明確粒子的受力情況和運動情況，畫出運動軌跡，結(jié)合幾何關(guān)系得到軌道半徑，再根據(jù)牛頓第二定律列式分析．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

17．下列說法正確的是（　�。�
A．電源被短路時，放電電流無窮大
B．外電路斷路時，路端電壓最低
C．外電路電阻減小時，路端電壓升高
D．不管外電路電阻怎樣變化，其電源的內(nèi)、外電壓之和保持不變

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．在以坐標(biāo)原點O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，如圖所示．一個不計重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點A處以速度v沿-x方向射入磁場，它恰好從磁場邊界與y軸的交點C處沿+y方向飛出．
（1）請判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷$\frac{q}{m}$；
（2）若磁場的方向和所在空間范圍不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽′，該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場，但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′多大？此次粒子在磁場中運動所用時間t是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

6．如圖所示，質(zhì)量為3m的重物與一質(zhì)量為m的線框用一根絕緣細(xì)線連接起來，掛在兩個高度相同的定滑輪上，已知線框電阻為R，橫邊邊長為L，水平方向勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場上下邊界的距離、線框豎直邊長均為h．初始時刻，磁場的下邊緣和線框上邊緣的高度差為2h，將重物從靜止開始釋放，線框穿出磁場前，若線框已經(jīng)做勻速直線運動，滑輪質(zhì)量、摩擦阻力均不計．則下列說法中正確的是（　�。�
A．線框進(jìn)入磁場時的速度為$\sqrt{2gh}$
B．線框穿出磁場時的速度為$\frac{2mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$
C．線框進(jìn)入磁場后，若某一時刻的速度為v，則加速度為a=$\frac{1}{3}$g-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{3mR}$
D．線框通過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量Q=8mgh-$\frac{6{{m}^{3}{g}^{2}R}^{2}}{{B}^{4}{L}^{4}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

13．如圖所示，平行板電容器的兩極板P、Q與水平面成37°角，電勢差為U，建立平面直角坐標(biāo)系，電容器極板P有下端無限靠近坐標(biāo)原點，在D（0.2m，0）處有一垂直x軸的熒光屏，在熒光屏和y軸之間有豎直向上的勻強(qiáng)電場，電場E=0.4N/C，在以C（0.1m，0）點為圓心，半徑為0.1m的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度$B=\frac{{2\sqrt{3}}}{15}T$，一質(zhì)量m=4×10-7kg，電量q=1×10-5C的帶電粒子，從A（$-\frac{1}{15}$m，0）點（A到兩極板的距離相等）由靜止開始沿x軸做直線運動，從坐標(biāo)原點O進(jìn)入圓形磁場區(qū)域，粒子最終打在熒光屏上N點，g=10m/s2，sin37°=0.6，π=3.14，$\sqrt{3}$=1.732
（1）求兩極板間電勢差U以及P極板帶電性質(zhì)；
（2）粒子到達(dá)坐標(biāo)原點O時的速度；
（3）粒子從A點到N點所用的時間（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

3．升降機(jī)的天花板上吊著彈簧秤，其下端吊著重20N的物體，當(dāng)彈簧秤的示數(shù)為10N時，升降機(jī)的運動狀態(tài)可能是（　�。�
A．正在勻速下降B．不可能上升
C．以$\frac{g}{2}$的加速度勻減速上升D．以$\frac{g}{2}$加速度勻加速下降

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

10．在傾角為θ的光滑斜面上，相距均為d的三條水平虛線l1、l2、l3，它們之間的區(qū)域Ⅰ、Ⅱ分別存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，一個質(zhì)量為m、邊長為d、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框，從l1上方一定高處由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過l1進(jìn)入磁場Ⅰ時，恰好以速度v1做勻速直線運動；當(dāng)ab邊在越過l2運動到l3之前的某個時刻，線框又開始以速度v2做勻速直線運動，重力加速度為g．在線框從釋放到穿出磁場的過程中，下列說法正確的是（　�。�
A．線框中感應(yīng)電流的方向會改變
B．線框ab邊從l1運動到l2所用時間大于從l2運動到l3所用時間
C．線框以速度v2勻速直線運動時，發(fā)熱功率為$\frac{{{m^2}{g^2}R}}{{4{B^2}{d^2}}}$sin2θ
D．線框從ab邊進(jìn)入磁場到速度變?yōu)関2的過程中，減少的機(jī)械能△E機(jī)與線框產(chǎn)生的焦耳熱Q電的關(guān)系式是△E機(jī)=WG+$\frac{1}{2}$mv12-$\frac{1}{2}$mv22+Q電

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

7．如圖所示的直角坐標(biāo)系中，在直線x=-2l0到y(tǒng)軸區(qū)域內(nèi)存在著兩個大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)電場，其中x軸上方的電場方向沿y軸負(fù)方向，x軸下方的電場方向沿y軸正方向．在電場左邊界上A（-2l0，-l0）到C（-2l0，0）區(qū)域內(nèi)，連續(xù)分布著電量為+q、質(zhì)量為m的粒子．從某時刻起由A點到C點間的粒子，依次連續(xù)以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場．若從A點射入的粒子，恰好從y軸上的A′（0，l0）沿x軸正方向射出電場，其軌跡如圖所示．不計粒子的重力及它們間的相互作用．
（1）求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；
（2）求在AC間還有哪些位置的粒子，通過電場后也能沿x軸正方向運動？
（3）若以直線x=2l0上的某點為圓心的圓形區(qū)域內(nèi)，分布著垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場，使沿x軸正方向射出電場的粒子，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，都能通過直線x=2l0與圓形磁場邊界的一個交點處，而便于被收集，則磁場區(qū)域的最小半徑是多大？相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

8．電視機(jī)顯像管（抽成真空玻璃管）的成像原理主要是靠電子槍產(chǎn)生高速電子束，并在變化的磁場作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在熒光屏不同位置上發(fā)出熒光而成像．顯像管的原理示意圖（俯視圖）如圖甲所示，在電子槍右側(cè)的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生使電子束沿紙面發(fā)生偏轉(zhuǎn)的磁場（如圖乙所示），其磁感應(yīng)強(qiáng)度B=μN(yùn)I，式中μ為磁常量，N為螺線管線圈的匝數(shù)，I為線圈中電流的大小．由于電子的速度極大，同一電子穿過磁場過程中可認(rèn)為磁場沒有變化，是穩(wěn)定的勻強(qiáng)磁場．
已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，電子槍加速電壓為U，磁通量為μ，螺線管線圈的匝數(shù)為N，偏轉(zhuǎn)磁場區(qū)域的半徑為r，其圓心為O點．當(dāng)沒有磁場時，電子束通過O點，打在熒光屏正中的M點，O點到熒光屏中心的距離OM=L．若電子被加速前的初速度和所受的重力、電子間的相互作用力以及地磁場對電子束的影響均可忽略不計，不考慮相對論效應(yīng)以及磁場變化所激發(fā)的電場對電子束的作用．
（1）求電子束經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后打到熒光屏上P點時的速率；
（2）若電子束經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后速度的偏轉(zhuǎn)角=60°，求此種情況下電子穿過磁場時，螺線管線圈中電流的大小；
（3）當(dāng)線圈中通入如圖丙所示的電流，其最大值為第（2）問中電流的0.5倍，求電子束打在熒光屏上發(fā)光形成“亮線”的長度．

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同步練習(xí)冊答案