如圖所示,x軸的上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,有兩個(gè)質(zhì)量相同、電量相等的帶正、負(fù)電的離子(不計(jì)重力),以相同速度從O點(diǎn)射入磁場中,射入方向與x軸正向夾角均為θ角.則下列關(guān)于正負(fù)離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的說法錯(cuò)誤的是( 。
分析:首先畫出正負(fù)離子的軌跡圖,對弧線進(jìn)行分析,由題意可知,兩個(gè)弧線半徑相等,可判斷選項(xiàng)B的正誤;由圖可知正負(fù)離子的偏轉(zhuǎn)角分別是2π-2θ和2θ,由此可判斷出回到x軸時(shí)速度大小和方向均相同;兩個(gè)弧線所對的弦相等,可判斷回到x軸時(shí)距O點(diǎn)的距離相等;從偏轉(zhuǎn)角上可判斷運(yùn)動(dòng)時(shí)間是否相等.
解答:解:
這兩個(gè)正負(fù)離子以與x軸成θ角射入有界磁場后,由左手定則可判斷,正離子沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),負(fù)離子以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn).
如圖所示.因離子電量和質(zhì)量都相同,所以正負(fù)離子的軌跡半徑和周期都相同;
經(jīng)幾何分析可知,負(fù)離子轉(zhuǎn)過的角度為2θ,正離子轉(zhuǎn)過的角度為2π-2θ,從而可判斷兩端圓弧所對應(yīng)的弦相等,可判斷回到x軸時(shí)距O點(diǎn)的距離相等;正負(fù)離子再次回到x軸時(shí),速度方向正離子改變了2π-2θ,負(fù)離子改變了2θ,再加之洛倫茲力只是改變速度的方向,不改變速度的大小,故可知回到x軸時(shí)速度大小和方向均相同;因正負(fù)離子的偏轉(zhuǎn)角度不同,所以在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同.所以選項(xiàng)BCD是正確的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.
本題選錯(cuò)誤的,故選A.
點(diǎn)評:找圓心、畫軌跡是解題的基礎(chǔ).帶電粒子垂直于磁場進(jìn)入一勻強(qiáng)磁場后在洛倫茲力作用下必作勻速圓周運(yùn)動(dòng),抓住運(yùn)動(dòng)中的任兩點(diǎn)處的速度,分別作出各速度的垂線,則二垂線的交點(diǎn)必為圓心;或者用垂徑定理及一處速度的垂線也可找出圓心;再利用數(shù)學(xué)知識(shí)求出圓周運(yùn)動(dòng)的半徑及粒子經(jīng)過的圓心角從而解答物理問題.
練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,x軸的上方存在方向與x軸成45°角的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E,x軸的下方存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T.有一個(gè)質(zhì)量m=10-11kg,電荷量q=10-7C的帶正電粒子,該粒子的初速度v0=2×103m/s,從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿與x軸成45°角的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,經(jīng)過磁場和電場的作用,粒子從O點(diǎn)出發(fā)后第四次經(jīng)過x軸時(shí)剛好又回到O點(diǎn)處,設(shè)電場和磁場的區(qū)域足夠?qū),不?jì)粒子重力,求:
①帶電粒子第一次經(jīng)過x軸時(shí)的橫坐標(biāo)是多少?
②電場強(qiáng)度E的大小及帶電粒子從O點(diǎn)出發(fā)到再次回到O點(diǎn)所用的時(shí)間.

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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年重慶市楊家坪中學(xué)高二12月月考物理試卷(帶解析) 題型:單選題

如圖所示,x軸的上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,有兩個(gè)質(zhì)量相同、電量相等的帶正、負(fù)電的離子(不計(jì)重力),以相同速度從O點(diǎn)射入磁場中,射入方向與x軸正向夾角均為θ角。則下列關(guān)于正負(fù)離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的說法正確的是(  )

A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同
B.運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑相同
C.回到x軸時(shí)速度大小和方向均相同
D.回到x軸時(shí)距O點(diǎn)的距離相等

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科目:高中物理 來源:2014屆重慶市高二12月月考物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,x軸的上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,有兩個(gè)質(zhì)量相同、電量相等的帶正、負(fù)電的離子(不計(jì)重力),以相同速度從O點(diǎn)射入磁場中,射入方向與x軸正向夾角均為θ角。則下列關(guān)于正負(fù)離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的說法正確的是(  )

A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

B.運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑相同

C.回到x軸時(shí)速度大小和方向均相同

D.回到x軸時(shí)距O點(diǎn)的距離相等

 

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年黑龍江省黑河市五大連池市“五校聯(lián)誼”高二(上)期末物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,x軸的上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,有兩個(gè)質(zhì)量相同、電量相等的帶正、負(fù)電的離子(不計(jì)重力),以相同速度從O點(diǎn)射入磁場中,射入方向與x軸正向夾角均為θ角.則下列關(guān)于正負(fù)離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的說法錯(cuò)誤的是( )
A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同
B.運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑相同
C.回到x軸時(shí)速度大小和方向均相同
D.回到x軸時(shí)距O點(diǎn)的距離相等

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