在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中置一均勻金屬薄片,有一個(gè)帶電粒子在該磁場(chǎng)中按如圖所示軌跡運(yùn)動(dòng).由于粒子穿過(guò)金屬片時(shí)有動(dòng)能損失,在MN上、下方的軌道半徑之比為10:9,不計(jì)粒子的重力及空氣的阻力,下列判斷中正確的是( 。
A.粒子帶正電
B.粒子沿abcde方向運(yùn)動(dòng)
C.粒子通過(guò)上方圓弧比通過(guò)下方圓弧時(shí)間長(zhǎng)
D.粒子恰能穿過(guò)金屬片10次

A、粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:qvB=m
v2
r
,則粒子的軌道半徑:r=
mv
Bq

由r=
mv
Bq
可知,r與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)速度成正比.顯然半徑大的圓周是穿過(guò)金屬片前的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,半徑小的圓周是穿過(guò)金屬片后的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,所以粒子沿edcba方向運(yùn)動(dòng),由左手定則可知,帶電粒子帶正電,故A正確,B錯(cuò)誤;
C、粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=
2πm
qB
,由周期公式可知,帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期與運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;
D、半徑之比為10:9,由r=
mv
Bq
可知,粒子的速度之比為10:9,由動(dòng)能定理可得,粒子能穿過(guò)金屬片的次數(shù)為:n=
100
19
,故D錯(cuò)誤;
故選:A.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖,在陰極射線管正下方平行放置一根通有足夠強(qiáng)直流電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線,且導(dǎo)線中電流方向水平向右,則陰極射線將會(huì)( 。
A.向上偏轉(zhuǎn)B.向下偏轉(zhuǎn)C.向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)D.向紙外偏轉(zhuǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

帶電油滴以水平速度v0垂直進(jìn)入磁場(chǎng),并恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖所示,若油滴的質(zhì)量為m,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.油滴必帶正電荷,電荷量為
2mg
v0B
B.油滴必帶負(fù)電荷,比荷
q
m
=
g
v0B
C.油滴必帶正電荷,電荷量為
mg
v0B
D.油滴帶什么電荷都可以,只要滿足q=
mg
v0B

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖,裝置中,區(qū)域Ⅰ中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.區(qū)域Ⅲ中有垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B.一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力)從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入電場(chǎng),經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成60°角射入Ⅱ區(qū)域的磁場(chǎng),并垂直豎直邊界CD進(jìn)入Ⅲ區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.求:
(1)粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑
(2)O、M間的距離
(3)粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過(guò)CD邊界所經(jīng)歷的時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域如圖甲所示,質(zhì)量為m、電阻為R的長(zhǎng)方形矩形線圈abcd邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)和2L,線圈一半在磁場(chǎng)內(nèi),一半在磁場(chǎng)外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,t=0時(shí)刻磁場(chǎng)開(kāi)始均勻減小,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,在磁場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng),v-t圖象如圖乙,圖中斜向虛線為過(guò)O點(diǎn)速度圖線的切線,數(shù)據(jù)由圖中給出,不考慮重力影響,則磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率
△B
△t
等于(  )
A.
mv0R
B0t1L3
B.
mv0R
2B0t1L2
C.
mv0R
B20
t1L3
D.
2mv0R
B0t1L3

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

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)的帶電粒子,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度突然增大為2B時(shí),這個(gè)帶電粒子( 。
A.速率加倍,周期減半
B.速率不變,軌道半徑減半
C.速率不變,周期加倍
D.速率減半,軌道半徑不變

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,兩平行金屬板間距為d,電勢(shì)差為U,板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng);金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子,由靜止開(kāi)始從正極板出發(fā),經(jīng)電場(chǎng)加速后射出,并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).忽略重力的影響,求:
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小;
(2)粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度ν的大;
(3)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy內(nèi),有一質(zhì)量為m,電量為+q的電荷從原點(diǎn)O點(diǎn)沿y軸正方向以初速度v0出發(fā),電荷重力不計(jì),現(xiàn)要求電荷能通過(guò)P點(diǎn)(a,-b),|a|>|b|,速度的大小不變.為了滿足上述要求,需在電荷運(yùn)動(dòng)的空間范圍內(nèi)加上一個(gè)垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),試設(shè)計(jì)三種不同強(qiáng)度和空間區(qū)域的磁場(chǎng)以滿足題中的要求.(說(shuō)明:粒子過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度的方向可以是任意的,但在xoy平面內(nèi))

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

在平面直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.1T,方向垂直于xOy平面向里,在坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一正離子放射源,放射出的正離子的比荷都為
q
m
=1×106C/kg,且速度方向與磁場(chǎng)方向垂直.若各離子間的相互作用和離子的重力都可以忽略不計(jì).
(1)如圖甲所示,若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁場(chǎng),∠OAC=30°,AO邊的長(zhǎng)度l=0.3m,正離子從O點(diǎn)沿x軸正方向以某一速度射入,要使離子恰好能從AC邊射出,求離子的速度大小及離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
(2)如圖乙所示,若第一象限存在一未知位置的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),正離子放射源放射出不同速度的離子,所有正離子入射磁場(chǎng)的方向均沿x軸正方向,且最大速度vm=4.0×104m/s,為保證所有離子離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)候,速度方向都沿y軸正方向,試求磁場(chǎng)的最小面積,并在圖乙中畫出它的形狀.

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