由于科學(xué)研究的需要,常常將質(zhì)子(
11
H)和α粒子(
42
He)等帶電粒子貯存在圓環(huán)狀空腔中,圓環(huán)狀空腔置于一個(gè)與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.如果質(zhì)子和α粒子在空腔中做圓周運(yùn)動的軌跡相同(如圖中虛線所示),磁場也相同,比較質(zhì)子和α粒子在圓環(huán)狀空腔中運(yùn)動的動能EkH和E及周期TH和Tα的大小,有( 。
A.EkH≠E,TH≠TαB.EkH=E,TH=Tα
C.EkH≠E,TH=TαD.EkH=E,TH≠Tα

粒子在空腔中做勻速圓周運(yùn)動,有:R=
mv
Bq
,Ek=
1
2
mv2,
得:R=
2mEk
Bq
,
因RH=Rα,mα=4mH,qα=2qH
得:EkH=E,
由T=
2πm
Bq
得:TH=
1
2
Tα.故D正確.
故選:D
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子從A孔以初速度v0垂直于AO進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,并恰好從C孔垂直于OC射入勻強(qiáng)電場中,電場方向跟OC平行
(OC⊥AD),最后打在D點(diǎn),且OD=2 OC.不計(jì)重力,求:
(1)粒子自A運(yùn)動到D點(diǎn)所需時(shí)間;
(2)粒子抵達(dá)D點(diǎn)時(shí)的動能.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,xOy平面內(nèi)半徑為R的圓O'與y軸相切于原點(diǎn)O.在該圓形區(qū)域內(nèi),有與y軸平行的勻強(qiáng)電場和垂直于圓面的勻強(qiáng)磁場.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)從O點(diǎn)沿x軸正方向以某一速度射入,帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動,經(jīng)T0時(shí)間從P點(diǎn)射出.
(1)若僅撤去磁場,帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射入,經(jīng)
T0
2
時(shí)間恰從圓形區(qū)域的邊界射出.求電場強(qiáng)度的大小和粒子離開電場時(shí)速度的大;
(2)若僅撤去電場,帶電粒子仍從O點(diǎn)射入,且速度為原來的2倍,求粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

在直角坐標(biāo)系xOy中,第一象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的有界電場,其中的兩條邊界分別與Ox、Oy重合,電場強(qiáng)度大小為E.在第二象限內(nèi)有垂直紙面向外的有界磁場(圖中未畫出),磁場邊界為矩形,其中的一個(gè)邊界與y軸重合,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.一質(zhì)量為m,電量為q的正離子,從電場中P點(diǎn)以某初速度沿-x方向開始運(yùn)動,經(jīng)過坐標(biāo)(0,L)的Q點(diǎn)時(shí),速度大小為υQ=
BqL
3m
,方向與-y方向成30°,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后能夠返回電場,離子重力不計(jì).求:
(1)正離子在P點(diǎn)的初速度;
(2)矩形磁場的最小寬度;
(3)離子在返回電場前運(yùn)動的最長時(shí)間.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

[選做題]如圖所示,質(zhì)量為為m、電量為q的帶電粒子,經(jīng)電壓為U加速,又經(jīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場后落到圖中D點(diǎn),求:
(1)帶電粒子在A點(diǎn)垂直射入磁場區(qū)域時(shí)的速率v;
(2)A、D兩點(diǎn)間的距離l.(g=10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,虛線MN左側(cè)的整個(gè)空間存在一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場E1,虛線右側(cè)的整個(gè)空間存在方向豎直向上的勻強(qiáng)電場E2和方向垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場B.一絕緣帶電小球從距MN左側(cè)的A點(diǎn)以一定的初速度向右運(yùn)動,進(jìn)入虛線右側(cè)后在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,向左穿過MN后恰好落回A點(diǎn).已知A點(diǎn)到MN的距離為L;小球的質(zhì)量為m、帶電量為q,小球的初速度為v0,小球與水平面的動摩擦因數(shù)μ=v02/4gL;E1=mg/2q.
(1)求右側(cè)電場E2的場強(qiáng)大。
(2)求磁場B的磁感應(yīng)強(qiáng)度大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,半圓有界勻強(qiáng)磁場的圓心O1在x軸上,OO1距離等于半圓磁場的半徑,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1.虛線MN平行x軸且與半圓相切于P點(diǎn).在MN上方是正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場場強(qiáng)大小為E,方向沿x軸負(fù)向,磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2.B1、B2方向均垂直紙面,方向如圖所示.有一群相同的正粒子,以相同的速率沿不同方向從原點(diǎn)O射入第I象限,其中沿x軸正方向進(jìn)入磁場的粒子經(jīng)過P點(diǎn)射入MN后,恰好在正交的電磁場中做直線運(yùn)動,粒子質(zhì)量為m,電荷量為q(粒子重力不計(jì)).求:
(1)粒子初速度大小和有界半圓磁場的半徑.
(2)若撤去磁場B2,則經(jīng)過P點(diǎn)射入電場的粒子從y軸出電場時(shí)的坐標(biāo).
(3)若撤去磁場B2,設(shè)粒子進(jìn)入磁場的初速度與x軸的夾角為θ,試寫出粒子打到y(tǒng)軸上的坐標(biāo)與θ的關(guān)系式.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心,半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi),有相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場方向垂直于xOy平面向里.一帶正電的粒子(不計(jì)重力)從O點(diǎn)沿y軸正方向以某一速度射人,帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動,經(jīng)t0時(shí)間從P點(diǎn)射出.
(1)電場強(qiáng)度的大小和方向.
(2)若僅撤去磁場,帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射人,經(jīng)
t0
2
時(shí)間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出,求粒子運(yùn)動加速度大小
(3)若僅撤去電場,帶電粒子仍從O點(diǎn)射入但速度為原來的4倍,求粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,abcd為一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場邊界邊長為L,三個(gè)粒子以相同的速度從a點(diǎn)沿ac方向射入,粒子1從b點(diǎn)射出,粒子2從c點(diǎn)射出,粒子3從cd邊垂直于磁場邊界射出,不考慮粒子的重力和離子間的相互作用.根據(jù)以上信息,可以確定( 。
A.粒子1帶負(fù)電,粒子2不帶電,粒子3帶正電
B.粒子1和粒子3的比荷之比為2:1
C.粒子1和粒子2在磁場中運(yùn)動時(shí)間之比為4:1
D.粒子3的射出位置與d點(diǎn)相距
L
2

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案