11.如圖所示,寬d=2cm的有界勻強磁場,縱向范圍足夠大,磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向內(nèi),現(xiàn)有一群正粒子從O點以相同的速率沿紙面不同方向進入磁場,且各個方向粒子數(shù)均相同.若粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑均為r=5cm,則從左、右邊界射出的粒子數(shù)之比最接近( 。
A.2:3B.2:5C.1:3D.1:4

分析 粒子垂直進入磁場后做勻速圓周運動,當(dāng)粒子的軌跡恰好與x軸方向的右邊界相切時,y值正值達到最大;當(dāng)粒子沿-y軸方向射入磁場時,粒子從磁場右邊界x軸下方射出時,y的負值達到最大,根據(jù)幾何知識求解.

解答 解:由左手定則可知,正電荷受到的洛倫茲力的方向在速度的方向的右側(cè),可知當(dāng)粒子的軌跡恰好與x軸方向的右邊界相切時,如圖,

根據(jù)幾何知識得到
   y1=$\sqrt{{r}^{2}-(r-l)^{2}}=\sqrt{{5}^{2}-(5-2)^{2}}=4$cm
粒子的偏轉(zhuǎn)角:$sinθ=\frac{y}{r}=\frac{4}{5}$,則有θ=53°
此時速度的方向與x軸的方向之間的夾角是(90°-53°)=37°,速度的方向在該速度方向以上的粒子能從磁場的左側(cè)射出磁場,而以下的粒子將從磁場的右側(cè)射出磁場.所以從左、右邊界射出的粒子數(shù)之比最接近它們的夾角的比值,即:$\frac{{n}_{左}}{{n}_{右}}=\frac{53°}{90°+37°}=\frac{53}{127}≈\frac{2}{5}$
故選:B

點評 本題考查帶電粒子在磁場中運動的邊界問題,關(guān)鍵是畫出粒子的運動軌跡,運用幾何知識求解即可.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.平行金屬板M、N間為一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū),電場方向由M板指向N極,磁場方向垂直紙面向里,OO′為到兩極板距離相等的平行兩板的直線.一質(zhì)量為m,帶電量為+q的帶電粒子,以v0從O點射入,沿OO′方向勻速通過場區(qū),不計帶電粒子的重力,則以下說法正確的是( 。
A.帶電量為-q的粒子以v0從O點沿OO′方向射入則不能勻速通過場區(qū)
B.帶電量為2q的粒子以v0從O點沿OO′射入仍能勻速通過場區(qū)
C.保持E和B不變,方向均與原來相反,粒子以v0從O點沿OO′射入,則粒子仍能勻速能過場區(qū)
D.粒子仍以速率v0從右側(cè)的O′點沿O′O方向射入,粒子仍能勻速能過場區(qū)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.用比值定義法定義物理量是一種常用的方法,以下四個物理量都是利用比值定義的,其中不是定義式的是( 。
A.電場強度E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$B.加速度a=$\frac{△v}{△t}$C.電流強度I=$\frac{q}{t}$D.電容C=$\frac{?S}{4πkd}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.下列敘述中,正確的是( 。
A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,卡文迪許用實驗方法測出萬有引力恒量的數(shù)值,從而使萬有引力定律有了真正的實用價值
B.物體做圓周運動,所受的合力一定指向圓心
C.平拋運動是勻變速曲線運動
D.火車超過限定速度轉(zhuǎn)彎時,車輪輪緣將擠壓鐵軌的內(nèi)軌

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.當(dāng)斜面傾角為α?xí)r,斜面上的物體恰好從斜面勻速下滑,則該物體與斜面之間的摩擦因數(shù)μ是( 。
A.sinαB.cosαC.tanαD.cotα

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.某同學(xué)用如圖1所示的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗,當(dāng)小車的質(zhì)量一定時,測得小車的加速度a與拉力F的數(shù)據(jù)表.

F/N0.200.300.400.500.60
a/(m•s-20.100.230.270.400.49
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),在如圖2所示坐標(biāo)系中作出圖象.
(2)圖線存在截距,其原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不足.
(3)由圖象可得出的結(jié)論是a與F成正比.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.如圖是一個電壓、電流兩用表中的兩個電流擋,量程為I1=1mA,I2=500mA;一個電壓擋,量程為U=10V.已知表頭G的滿偏電流Ig=500μA,內(nèi)阻Rg=600Ω,求電阻R1、R2和R3的阻值.(提示:結(jié)果為準(zhǔn)備值,列出式子得式子分)

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

20.描述物體的運動時,只能選擇靜止的物體作為參考系.×.(判斷對錯)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中,質(zhì)量m=1.00kg的重物自由下落,打點計時器在紙帶上打出一系列點.如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶,O為第一個點,A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(其他點未畫出).已知打點計時器每隔0.02s打一次點,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?nbsp;g=10m/s2.那么:
(1)紙帶的左端(選填“左”或“右”)與重物相連;
(2)從O點到B點,重物重力勢能減少量為1.92J,打下B點時物體下落的速度為1.92 m/s,動能增加量為1.84J;(結(jié)果均取3位有效數(shù)字)
(3)如果以v2/2為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是過原點的傾斜直線,才能驗證機械能守恒定律,其斜率等于重力加速度的數(shù)值.
(4)本實驗,有下列器材可供選用:鐵架臺,打點計時器,復(fù)寫紙,紙帶,秒表,重錘,低壓直流電源,導(dǎo)線,電鍵,天平.其中不必要的器材有:低壓直流電源、秒表、天平;缺少的器材是低壓交流電源、刻度尺.
(5)實驗中,以下措施有利于減少實驗誤差的是BD
A.準(zhǔn)確測量重錘的質(zhì)量      B.選用質(zhì)量大的重錘
C.先釋放紙帶再接通電源      D.選用點跡清晰的紙帶.

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