如右圖所示,在邊長(zhǎng)為2a的正三角形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子(重力不計(jì))從AB邊的中點(diǎn)O以速度v進(jìn)入磁場(chǎng),粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與AB邊的夾角為60°,若要使粒子能從AC邊穿出磁場(chǎng),則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小B需滿(mǎn)足(  )

A.B.
C.D.

B

解析試題分析:粒子剛好達(dá)到C點(diǎn)時(shí),其運(yùn)動(dòng)軌跡與AC相切,如圖所示,則粒子運(yùn)動(dòng)的半徑為.由得,粒子要能從AC邊射出,粒子運(yùn)行的半徑,解得,選項(xiàng)B正確.

考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng);
點(diǎn)評(píng):本題是有界磁場(chǎng)問(wèn)題,關(guān)鍵是畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,運(yùn)用幾何知識(shí)求解半徑.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

回旋加速器在科學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用,其原理如圖所示.D1和D2是兩個(gè)中空的半圓形金屬盒,置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,它們接在電壓為U、周期為T(mén)的交流電源上.位于D1圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略),它們?cè)趦珊兄g被電場(chǎng)加速.當(dāng)質(zhì)子被加速到最大動(dòng)能Ek后,再將它們引出.忽略質(zhì)子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,則下列說(shuō)法中正確的是

A.若只增大交變電壓U,則質(zhì)子的最大動(dòng)能Ek會(huì)變大
B.若只增大交變電壓U,則質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)行時(shí)間會(huì)變短
C.若只將交變電壓的周期變?yōu)?T,仍可用此裝置加速質(zhì)子
D.質(zhì)子第n次被加速前后的軌道半徑之比為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置,環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)的均勻磁場(chǎng)(環(huán)形區(qū)域的寬度非常。。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子可在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。A、B為兩塊中心開(kāi)有小孔的距離很近的極板,原來(lái)電勢(shì)均為零,每當(dāng)帶電粒子經(jīng)過(guò)A板準(zhǔn)備進(jìn)入AB之間時(shí),A板電勢(shì)升高為+U,B板電勢(shì)仍保持為零,粒子在兩板間的電場(chǎng)中得到加速。每當(dāng)粒子離開(kāi)B板時(shí),A板電勢(shì)又降為零。粒子在電場(chǎng)中一次次加速下動(dòng)能不斷增大,而在環(huán)形磁場(chǎng)中繞行半徑R不變。(設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R) 下列說(shuō)法正確的是

A.粒子從A板小孔處由靜止開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下加速,繞行n圈后回到A板時(shí)獲得的總動(dòng)能為2nqU
B.粒子在繞行的整個(gè)過(guò)程中,每一圈的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變
C.為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動(dòng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小必須周期性遞減
D.粒子繞行第n圈時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如右圖所示,帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn),在環(huán)左側(cè)軸線(xiàn)上的小磁針最后平衡的位置是(  )

A.N極豎直向上   B.N極豎直向下
C.N極沿軸線(xiàn)向左 D.N極沿軸線(xiàn)向右

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如右圖所示,條形磁鐵放在光滑斜面上,用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡,A為水平放置的直導(dǎo)線(xiàn)的截面,導(dǎo)線(xiàn)中無(wú)電流時(shí)磁鐵對(duì)斜面的壓力為;當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中有垂直紙面向外的電流時(shí),磁鐵對(duì)斜面的壓力為,則下列關(guān)于壓力和彈簧的伸長(zhǎng)量的說(shuō)法中正確的是(  )

A.,彈簧的伸長(zhǎng)量減小
B.,彈簧的伸長(zhǎng)量減小
C.,彈簧的伸長(zhǎng)量增大
D.,彈簧的伸長(zhǎng)量減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如下圖所示,矩形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),有5個(gè)帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng),在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡為相應(yīng)的圓弧,這些粒子的質(zhì)量、電荷量以及速度大小如下表所示.

粒子編號(hào)
質(zhì)量
電荷量(q>0)
速度大小
1
m
2q
v
2
2m
2q
2v
3
3m
-3q
3v
4
2m
2q
3v
5
2m
q
v
由以上信息可知,從圖中a、b、c處進(jìn)入的粒子對(duì)應(yīng)表中的編號(hào)分別為(  )
A.3、5、4                           B.4、2、5
C.5、3、2                           D.2、4、5

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

在一空心圓柱面內(nèi)有一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其橫截面如右圖所示,磁場(chǎng)邊界為同心圓,內(nèi)、外半徑分別為r和r.圓心處有一粒子源不斷地沿半徑方向射出質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,不計(jì)粒子重力.為使這些粒子不射出磁場(chǎng)外邊界,粒子從圓心處射出時(shí)速度不能超過(guò)(  )

A.       B       C.    D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,abcd構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域,在ac連線(xiàn)的右下方存在場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向垂直于ad向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),在?abc區(qū)域內(nèi)(含邊界)存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在?abc區(qū)域外、ac連線(xiàn)的左上方存在方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.現(xiàn)有兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量均為m、電荷量均為q的帶正電粒子同時(shí)從a點(diǎn)射出,粒子甲的初速度方向由a指向d,粒子乙的初速度方向由a指向c,當(dāng)乙經(jīng)b到達(dá)c點(diǎn)時(shí),剛好與只在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的甲相遇.若空間為真空,不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力,忽略粒子運(yùn)動(dòng)對(duì)電、磁場(chǎng)產(chǎn)生的影響。求:

(1)甲的速率v和甲從a到c經(jīng)歷的時(shí)間t。
(2)乙的速率v和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿(mǎn)足的條件。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

如圖所示,可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止不動(dòng)時(shí),靠近螺線(xiàn)管的是小磁針的    極,若將小磁針?lè)诺皆撏娐菥(xiàn)管內(nèi)部,小磁針指向與圖示位置時(shí)的指向相     (填“同”或“反”)。

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