19.如圖所示,勻強磁場分布在平面直角坐標系的整個第I象限內(nèi),磁感應強度為B、方向垂直于紙面向里.一質量為m、電荷量絕對值為q、不計重力的粒子,以某速度從O點沿著與y軸夾角為30°的方向進入磁場,運動到A點時,粒子速度沿x軸正方向.下列判斷正確的是( 。
A.粒子帶正電
B.粒子由O到A經(jīng)歷的時間t=$\frac{πm}{6qB}$
C.若已知A到x軸的距離為d,則粒子速度大小為$\frac{2qBd}{m}$
D.離開第Ⅰ象限時,粒子的速度方向與x軸正方向的夾角為60°

分析 先根據(jù)題意作出粒子運動的軌跡,找出圓心,確定圓心角,根據(jù)左手定則及曲線運動的條件判斷粒子的正負,根據(jù)圓心角與周期的關系求出運動的時間,根據(jù)幾何關系求出半徑結合半徑公式求出速度.根據(jù)圓的對稱性分析粒子離開第一象限時速度與x軸的夾角.

解答 解:A、根據(jù)題意作出粒子運動的軌跡如圖所示,根據(jù)左手定則判斷知,此粒子帶負電,故A錯誤;
B、粒子由O運動到A時速度方向改變了60°角,所以粒子軌跡對應的圓心角為θ=60°,則粒子由O到A運動的時間為 t=$\frac{θ}{360°}$T=$\frac{60°}{360°}•\frac{2πm}{qB}$=$\frac{πm}{3qB}$,故B錯誤;
C、根據(jù)幾何關系,有$cos60°=\frac{R-d}{R}$,解得:R=2d,根據(jù)$R=\frac{mv}{qB}$,得$v=\frac{2qBd}{m}$,故C正確;
D、粒子在O點時速度與x軸正方向的夾角為60°,x軸是直線,根據(jù)圓的對稱性可知,離開第一象限時,粒子的速度方向與x軸正方向的夾角為60°,故D正確;
故選:CD.

點評 本題是帶電粒子在磁場中運動的問題,要求同學們能運用幾何知識畫出粒子運動的軌跡,關鍵定圓心和半徑.會根據(jù)圓心角與周期的關系求出運動的時間,掌握關系式:t=$\frac{θ}{2π}$T.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.在陽臺上將質量不同的兩小球自同一高度一起釋放,忽略空氣阻力,則在兩球落到水平地面前瞬間,下列判斷正確的是( 。
A.質量大的小球先落地B.質量大的小球動能大
C.兩小球重力的功率相同D.兩小球都處于超重狀態(tài)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.一列簡諧橫波沿x軸傳播,某時刻波形如圖所示,此時質點F的運動方向向y軸負方向,則( 。
A.質點E的振幅為零B.此波向x軸正方向傳播
C.質點C此時向y軸負方向運動D.質點C將比質點B先回到平衡位置

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.如圖所示,一個邊長為L的正方形abcd,它是磁感應強度為B的勻強磁場橫截面的邊界線.一帶電粒子從ad邊的中點O垂直于磁場方向射入其速度方向與ad邊成θ=30°角,如圖,已知該帶電粒子所帶電荷量為+q質量為m,重力不計,則(  )
A.粒子恰好不從cd邊射出,軌道半徑最大值為L
B.粒子從ab邊射出區(qū)域的最大長度為$\frac{2}{3}$L
C.粒子恰好沒有從ab邊射出,該帶電粒子在磁場中飛行的時間為$\frac{3πm}{5Bq}$
D.帶電粒子從ad邊射出,粒子入射時的最大速度為$\frac{BqL}{3m}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.2016年3月10日,我國科學家宣布利用超強超短激光成功產(chǎn)生了反物質,現(xiàn)將正電子、負電子以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進入勻強磁場,運行的半圓軌跡如圖中虛線所示,不計粒子的重力,下列表述正確的是( 。
A.N為負電子,M為正電子B.N的速率小于M的速率
C.洛倫茲力對M做正功、對N做負功D.M的運行時間大于N的運行時間

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

4.在豎直平面內(nèi)有一矩形區(qū)域ABCD,AB邊長L,AD邊長2L,F(xiàn)為AD邊中點,G為BC邊中點,線段FG將ABCD分成兩個場區(qū).如圖所示,場區(qū)Ⅰ內(nèi)有一豎直向下的勻強電場,場區(qū)Ⅱ內(nèi)有方向大小未知的勻強電場(圖中未畫出)和方向垂直ABCD平面內(nèi)的勻強磁場,一個質量為m,電量為+q的帶電小球以平行于BC邊的速度v從AB邊的中點P進入場區(qū)Ⅰ,從FG邊飛出場區(qū)Ⅰ時速度方向改變了37°,小球進入場區(qū)Ⅱ做勻速圓周運動,求:
(1)場區(qū)Ⅱ中的電場強度E2大小及方向;
(2)場區(qū)Ⅰ中的電場強度E1的大小;
(3)要使小球能在場區(qū)Ⅱ內(nèi)從FG邊重新回到場區(qū)Ⅰ的磁感應強度B的最小值.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

11.(1)“測定玻璃折射率”的實驗中,在玻璃磚的一側豎直插兩個大頭針A、B.在另一側再豎直插兩個大頭針C、D,在插入第四個大頭針D時,要使它擋住大頭針D與大頭針A、B的像,如圖1在白紙上留下的實驗痕跡,其中直線a、a′是描在紙上的玻璃磚的兩個邊,根據(jù)該圖用直尺畫出光路圖,并說明所要測量的物理量(用符號和文字說明)入射角i與折射角r,并據(jù)此寫出求玻璃磚的折射率的表達式n=$\frac{sini}{sinr}$.
(2)若做實驗時,某同學在紙上畫玻璃磚的兩個界面ab和cd時不慎使cd邊與玻璃磚的邊沒對齊,如圖2所示,其后的操作都正確,但畫光路圖時,將出射點確定在cd上,則測出的n值將偏。ㄌ睢捌蟆、“偏小”或“不變”).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

8.將一測力傳感器連接到計算機上就可以測量快速變化的力,圖甲中O點為單擺的懸點,現(xiàn)將小球(可視為質點)拉到A點,此時細線處于張緊狀態(tài),釋放擺球,則擺球在豎直平面內(nèi)的ABC之間來回擺動,其中B點為運動中最低位置,∠AOB=∠COB=α,α小于10°且是未知量.圖乙表示由計算機得到細線對擺球的拉力大小F隨時間變化的曲線,且圖中t=0時刻為擺球從A點開始運動的時刻,根據(jù)力學規(guī)律和題中信息(g取10m/s2)求:

(1)單擺的周期和擺長;
(2)擺球的質量及擺動過程中的最大速度.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

9.質量為m=5kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運動,一段時間后撤去F,其運動的v-t圖象如圖所示.g取10m/s2,求:
(1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ; 
(2)水平推力F的大;
(3)0~14s內(nèi)物體運動位移x的大。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案