精英家教網(wǎng)某空間存在方向垂直于紙面向里的矩形勻強(qiáng)磁場abcd,ad=L,ab=2L.一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從ab邊的中點(diǎn)O垂直于ad邊入射.粒子均帶正電荷,它們的電荷量、質(zhì)量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子(不計(jì)粒子重力).下列說法正確的是( 。
A、入射速度不同的粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間一定不同B、入射速度不同的粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間可能相同C、從a點(diǎn)射出的粒子與從b點(diǎn)射出的粒子的運(yùn)動半徑之比為1:17D、從a點(diǎn)射出的粒子與從b點(diǎn)射出的粒子的運(yùn)動半徑之比為2:17
分析:帶電粒子在磁場中由洛倫茲力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動,雖然電量、質(zhì)量不同,但比荷相同,由r=
mv
qB
,所以運(yùn)動圓弧對應(yīng)的半徑與速率成正比.由T=
2πm
qB
,它們的周期總是相等,因此運(yùn)動的時(shí)間由圓心角來決定.
解答:精英家教網(wǎng)解:A、B、入射速度不同的粒子,它們?nèi)肷渌俣确较蛳嗤,雖然軌跡不一樣,但從磁場的左邊射出的粒子,圓心角卻相同(θ=π),則粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)間:t=
1
2
T=
πm
qB
,所以從磁場的左邊射出的粒子運(yùn)動時(shí)間一定相同,故A錯(cuò)誤,B正確;
C、D、從a點(diǎn)射出的粒子的軌道半徑為r1=
L
4
;
從b點(diǎn)射出的粒子,結(jié)合圖中幾何關(guān)系,有:
r
2
2
=(2L)2+(r2-
L
2
)2

解得:r2=
17L
4

故:r1:r2=1:17
故C正確,D錯(cuò)誤;
故選:BC.
點(diǎn)評:帶電粒子在磁場中運(yùn)動的題目解題步驟為:定圓心、畫軌跡、求半徑.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)空間中存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子,在P點(diǎn)以某一初速開始運(yùn)動,初速方向在圖中紙面內(nèi)如圖中P點(diǎn)箭頭所示.該粒子運(yùn)動到圖中Q點(diǎn)時(shí)的速度方向與P點(diǎn)時(shí)速度方向垂直,如圖中Q點(diǎn)箭頭所示.已知P、Q間的距離為l.若保持粒子在P點(diǎn)時(shí)的速度不變,而將勻強(qiáng)磁場換成勻強(qiáng)電場,電場方向與紙面平行且與粒子在P點(diǎn)時(shí)速度方向垂直,在此電場作用下粒子也由P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn).不計(jì)重力.求:
(1)電場強(qiáng)度的大。
(2)兩種情況中粒子由P運(yùn)動到Q點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間之差.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(04年全國卷Ⅲ)(22分)空間中存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子,在p點(diǎn)以某一初速開始運(yùn)動,初速方向在圖中紙面內(nèi)如圖中P點(diǎn)箭頭所示。該粒子運(yùn)動到圖中Q點(diǎn)時(shí)速度方向與P點(diǎn)時(shí)速度方向垂直,如圖中Q點(diǎn)箭頭所示。已知P、Q間的距離為l。若保持粒子在P點(diǎn)時(shí)的速度不變,而將勻強(qiáng)磁場換成勻強(qiáng)電場,電場方向與紙面平行且與粒子在P點(diǎn)時(shí)速度方向垂直,在此電場作用下粒子也由P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)。不計(jì)重力。求:

(1)電場強(qiáng)度的大小。

(2)兩種情況中粒子由P運(yùn)動到Q點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間之差。

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科目:高中物理 來源: 題型:

空間中存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子,在P點(diǎn)以某一初速開始運(yùn)動,初速方向在圖中紙面內(nèi)如圖11-18中P點(diǎn)所示,該粒子運(yùn)動到圖中Q點(diǎn)時(shí)速度方向與P點(diǎn)速度方向垂直,如圖中Q點(diǎn)箭頭所示,已知P、Q之間的距離為l,若保持粒子在P點(diǎn)時(shí)的速度不變,而將勻強(qiáng)磁場換成勻強(qiáng)電場,電場方向與紙面平行且與粒子在P點(diǎn)時(shí)的速度方向垂直,在此電場作用下粒子也由P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn).不計(jì)重力.求:

圖11-18

(1)電場強(qiáng)度的大小;

(2)兩種情況下粒子由P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間之差.

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科目:高中物理 來源: 題型:

空間中存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子,在p點(diǎn)以某一初速開始運(yùn)動,初速方向在圖中紙面內(nèi)如圖中P點(diǎn)箭頭所示。該粒子運(yùn)動到圖中Q點(diǎn)時(shí)速度方向與P點(diǎn)時(shí)速度方向垂直,如圖中Q點(diǎn)箭頭所示。已知P、Q間的距離為l。若保持粒子在P點(diǎn)時(shí)的速度不變,而將勻強(qiáng)磁場換成勻強(qiáng)電場,電場方向與紙面平行且與粒子在P點(diǎn)時(shí)速度方向垂直,在此電場作用下粒子也由P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)。不計(jì)重力。求:

(1)電場強(qiáng)度的大小。

(2)兩種情況中粒子由P運(yùn)動到Q點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間之差。

  

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