如圖所示,不計(jì)重力的帶電粒子經(jīng)電場MN加速后進(jìn)入一有界的勻強(qiáng)磁場中,若保持帶電粒子在磁場中做半徑恒定為R的半圓周運(yùn)動,關(guān)于帶電粒子的比荷、加速電壓U、磁感就應(yīng)強(qiáng)度B以及帶電粒子運(yùn)動的周期T的關(guān)系,下列說法正確的是( )

A.當(dāng)比荷恒定時(shí),電壓U越大,粒子運(yùn)動周期T越小
B.當(dāng)比荷恒定時(shí),不管電壓U多大,粒子運(yùn)動的周期T都不變
C.當(dāng)比荷恒定時(shí),帶電粒子比荷q/m越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大
D.當(dāng)比荷恒定時(shí),帶電粒子比荷q/m越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小
【答案】分析:帶電粒子在電場中被加速后,進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后做勻速圓周運(yùn)動.所有帶電粒子圓周運(yùn)動的半徑都相同.根據(jù)動能定理得到加速獲得的速度表達(dá)式,由磁場中圓周運(yùn)動半徑公式結(jié)合進(jìn)行分析.
解答:解:帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動,由洛倫茲力提供向心力可知:Bqv=m 得R=  ①
而粒子在電場中被加速,則有:mv2=qU ②
將①\②兩式聯(lián)立可得:R=③,帶電粒子運(yùn)行的周期T=
A、B由④知,當(dāng)比荷恒定時(shí),粒子運(yùn)動的周期與加速電壓無關(guān),所以當(dāng)粒子的比荷一定時(shí),不管加速電壓U多大,粒子運(yùn)動的周期都不變.故A錯(cuò)誤,B正確.
C、D當(dāng)加速電壓一定時(shí),由題意半徑R也一定,由③式知,比荷越大,越小,則B越小,故C錯(cuò)誤,D正確.
故選BD
點(diǎn)評:通過洛倫茲力提供向心力來導(dǎo)出半徑公式與周期公式,再用動能定理得出粒子在電場中的加速公式,從而可推導(dǎo)出加速電壓、磁感應(yīng)強(qiáng)度、粒子的比荷及半徑的關(guān)系.最終由控制變量來研究其它各量之間的具體關(guān)系.
練習(xí)冊系列答案
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(2011?廣東模擬)一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于xy平面,在xy平面上,磁場分布在以O(shè)為中心的一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi).一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子,由原點(diǎn)O開始運(yùn)動,初速度為v,方向沿x正方向.后來,粒子經(jīng)過y軸上的P點(diǎn),此時(shí)速度方向與y軸的夾角為30°,P到O的距離為L,如圖所示.不計(jì)重力的影響.求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小及xy平面上磁場區(qū)域的半徑R.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,不計(jì)重力的輕桿OP能以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,P端用輕繩PB掛一重物,另用一根輕繩通過滑輪系住P端.在力F的作用下,當(dāng)桿OP和豎直方向的夾角α(0<α<π)緩慢增大時(shí),力F的大小應(yīng)( 。

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一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于xOy平面,在xOy平面上,磁場分布在以O(shè)為圓心的一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi).一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,由原點(diǎn)O開始運(yùn)動,初速度為v,方向沿x軸正方向.后來,粒子經(jīng)過y軸上的P點(diǎn),如圖所示.不計(jì)重力的影響.粒子經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度方向可能是圖中箭頭表示的( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

有一勻強(qiáng)磁場分布在以O(shè)為中心的一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi),磁場方向垂直于xy平面(磁場未畫出).某時(shí)刻起一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子,由原點(diǎn)O開始運(yùn)動,初速為v,方向沿x軸正方向.最終粒子到達(dá)y軸上的P點(diǎn),此時(shí)速度方向與y軸的夾角為30°,已知OP的距離為L,如圖所示.不計(jì)重力的影響.
(1)求磁場區(qū)域的半徑R及磁場的磁感強(qiáng)度B的大。
(2)求帶電粒子從O運(yùn)動到P點(diǎn)的時(shí)間t;
(3)若在P點(diǎn)的上半部存在一與水平方向成30°的勻強(qiáng)電場E,則帶電粒子再次到達(dá)y軸上的點(diǎn)Q點(diǎn)(未畫出)時(shí),距O點(diǎn)的距離S.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于Oxy平面,在Oxy平面上,磁場分布在以O(shè)為圓心的一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi).一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,由原點(diǎn)O開始運(yùn)動,初速度為v,方向沿x軸正方向.后來,粒子經(jīng)過y軸上的P點(diǎn),如圖所示.不計(jì)重力的影響.粒子經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度方向可能是圖中箭頭表示的( 。
A、箭頭a是可能的B、箭頭b是可能的C、箭頭c是可能的D、箭頭d是可能的

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