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如圖所示,勻強磁場的邊界為平行四邊形ABCD,磁感應強度為B,其中AC邊與對角線BC垂直,∠BAC=60°,一束電子(質量為m,電荷量為e)以大小不同的速度沿BC從B點射入磁場,不計電子的重力和電子之間的相互作用,關于電子在磁場中運動的時間,下列說法中正確的是( 。
分析:粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,求出粒子做圓周運動的周期;根據題意及幾何知識求出電子從AC,AB邊飛出時粒子所轉過的圓心角,然后求出粒子的運動時間.
解答:解:電子做圓周運動的周期T=
2πm
eB
;
A、電子沿BD方向入射從AB邊射出時,電子做圓周運動所轉過的圓心角都是60°,
則電子從AB邊射出,在磁場中的運動時間t=
60°
360°
T=
1
6
×
2πm
eB
=
πm
3eB
,故A錯誤,C正確;
B、當電子在BC(包含BC)與AB間射入磁場時,電子可能從AC邊射出,當電子沿BC方向射入,
從AC邊的A點射出時,電子在磁場中運動時間最長,此時它轉過的圓心角是60°,
電子從AC邊射出(不包括A點)時,在磁場中運動的最長時間為t=
60°
360°
T=
1
6
×
2πm
eB
=
πm
3eB
,故BD錯誤;
故選C.
點評:本題考查了求電子在磁場中的運動時間問題,找出粒子在磁場中做圓周運動時所轉過的圓心角是正確解題的關鍵.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?延慶縣一模)如圖所示,勻強磁場的磁感應強度為B,方向豎直向下,在磁場中有一個邊長為L的正方形剛性金屬框,ab邊質量為m,其它三邊的質量不計.金屬框的總電阻為R,cd邊上裝有固定的水平軸.現(xiàn)在將金屬框從水平位置由靜止釋放,不計一切摩擦,金屬框經時間t恰好通過豎直位置a′b′cd.求:
(1)在圖中標出ab通過最低位置時,金屬框中感應電流方向.
(2)求在時間t內金屬框中的平均感應電動勢.
(3)若在時間t內,金屬框中產生的焦耳熱為Q,求ab邊通過最低位置時受到的安培力.

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(2008?普陀區(qū)一模)如圖所示,勻強磁場的磁感強度B=0.8T,豎直向下穿過水平放置的矩形線框MNPQ,MN=PQ=2m,MP=NQ=1m,ab是用與線框相同的導線制成,它們單位長度的電阻R0=0.1Ω/m,不計摩擦.ab桿從MP處開始以v=5m/s 的速度向右勻速滑動.
(1)關于ab桿兩端的電勢差的討論:
某同學認為:ab桿兩端的電勢差Uab就是路端電壓,ab桿勻速切割磁感線時,感應電動勢大小恒定,且內電阻r大小不變.當ab桿滑至線框正中間時,外電路電阻最大,此時,Uab有最大值,也即Uab的值是先變大后變。
你認為該同學的判斷是否正確?若他判斷錯誤,你重新分析,并確定Uab的大小:若他的判斷正確,請算出Uab的最大值.
(2)關于線框MNPQ的電功率P的討論:
某同學認為:既然ab桿滑至線框正中間時,路端電壓最大,此時線框MNPQ的電功率P也最大,所以P的值是先變大后變。
你認為該同學的判斷是否正確?請作出評價,并說明理由.(不需要定量計算.)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?昌平區(qū)二模)如圖所示,勻強磁場的方向垂直于光滑的金屬導軌平面向里,極板間距為d的平行板電容器與總阻值為2R0的滑動變阻器通過平行導軌連接,電阻為R0的導體棒MN可在外力的作用下沿導軌從左向右做勻速直線運動.當滑動變阻器的滑動觸頭位于a、b的中間位置、導體棒MN的速度為v0時,位于電容器中P點的帶電油滴恰好處于靜止狀態(tài).若不計摩擦和平行導軌及導線的電阻,重力加速度為g,則下列判斷正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,勻強磁場的磁感應強度為0.3T,通電直導線與磁場方向垂直,導線長度為0.2m,導線中電流為2A. 該導線所受安培力的大小為(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,勻強磁場的方向豎直向下.磁場中有光滑的水平桌面,在桌面上平放著內壁光滑、底部有帶電小球的試管.試管在水平拉力F作用下向右勻速運動,帶電小球能從管口處飛出.關于帶電小球及其在離開試管前的運動,下列說法中正確的是(  )

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