兩個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b,以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖.若不計(jì)粒子的重力,則下列說法正確的是( )

A.a(chǎn)粒子動(dòng)能較大
B.b粒子速率較大
C.b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)
D.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期Ta=Tb
【答案】分析:三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子,以不同的速率垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,則運(yùn)動(dòng)半徑的不同,導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)軌跡也不同.因此運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的半徑越大,則粒子的速率也越大.而運(yùn)動(dòng)周期它們均一樣,但運(yùn)動(dòng)時(shí)間卻由圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角決定.
解答:解:A、B、粒子在磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力,做勻速圓周運(yùn)動(dòng).則有Bqv=m得:r=由于帶電粒子們的B、q、m均相同,所以r與v成正比.
因此運(yùn)動(dòng)圓弧半徑越大,則運(yùn)動(dòng)速率越大.故b粒子速率最大.故A錯(cuò)誤,B正確;
D、由周期公式得:T=,由于帶電粒子們的B、q、m均相同,所以T均相同.故D正確;
C、由運(yùn)動(dòng)圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角越大,則運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng).故a粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng).故C錯(cuò)誤.
故選:BD.
點(diǎn)評(píng):帶電粒子在磁場(chǎng)、質(zhì)量及電量相同情況下,運(yùn)動(dòng)的半徑與速率成正比,從而根據(jù)運(yùn)動(dòng)圓弧來確定速率的大;運(yùn)動(dòng)的周期均相同的情況下,可根據(jù)圓弧的對(duì)應(yīng)圓心角來確定運(yùn)動(dòng)的時(shí)間的長(zhǎng)短.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng),使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示.設(shè)D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質(zhì)子(氫核)時(shí),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,高頻交流電的頻率為f.質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為e.則下列說法正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示的空間,勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向下,場(chǎng)強(qiáng)為E1,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向水平向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.有兩個(gè)帶電小球A和B都能在垂直于磁場(chǎng)方向的同一豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(兩小球間的庫(kù)侖力可忽略),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖.已知兩個(gè)帶電小球A和B的質(zhì)量關(guān)系為mA=3mB,軌道半徑為RA=3RB=9cm.
(1)試說明小球A和B帶什么電,它們所帶的電荷量之比
qAqB
等于多少?
(2)指出小球A和B的繞行方向?
(3)設(shè)帶電小球A和B在圖示位置P處相碰撞,且碰撞后原先在小圓軌道上運(yùn)動(dòng)的帶電小球B恰好能沿大圓軌道運(yùn)動(dòng),求帶電小球A碰撞后所做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑(設(shè)碰撞時(shí)兩個(gè)帶電小球間電荷量不轉(zhuǎn)移).

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng),使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示.設(shè)D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質(zhì)子(氫核)時(shí),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,高頻交流電頻率為f.質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為e.則下列說法正確的是( 。
A、質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πRf
B、質(zhì)子被加速后的最大動(dòng)能Ek不可能超過
(eBR)2
2m
C、質(zhì)子被加速后的最大動(dòng)能與狹縫間的加速電壓、加速次數(shù)無關(guān)
D、改變B和f,該回旋加速器也能用于加速α粒子(即氦核)

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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年重慶市高高三上學(xué)期第四次月考理綜物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

(15分)如圖所示的空間,勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向下,場(chǎng)強(qiáng)為,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向水平向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為.有兩個(gè)帶電小球A和B都能在垂直于磁場(chǎng)方向的同一豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(兩小球間的庫(kù)侖力可忽略),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。已知兩個(gè)帶電小球A和B的質(zhì)量關(guān)系為,軌道半徑為

(1)試說明小球A和B帶什么電,它們所帶的電荷量之比等于多少?

(2)指出小球A和B的繞行方向?

(3)設(shè)帶電小球A和B在圖示位置P處相碰撞,且碰撞后原先在小圓軌道上運(yùn)動(dòng)的帶電小球B恰好能沿大圓軌道運(yùn)動(dòng),求帶電小球A碰撞后所做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑(設(shè)碰撞時(shí)兩個(gè)帶電小球間電荷量不轉(zhuǎn)移)。

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在光滑水平長(zhǎng)直軌道上有、兩個(gè)絕緣體,它們之間有一根長(zhǎng)為的輕質(zhì)軟線相連接,其中的質(zhì)量為,的質(zhì)量為為帶有電荷量為的正電荷,不帶電,空間存在著方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為。開始用外力把靠在一起并保持靜止,某時(shí)刻撤去外力,開始向右運(yùn)動(dòng),直到細(xì)線繃緊,當(dāng)細(xì)線被繃緊時(shí),兩物體將有極短時(shí)間的相互作用,而后開始運(yùn)動(dòng),且細(xì)線再次松弛。已知開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度等于線剛繃緊前瞬間的速度的。設(shè)整個(gè)過程中,的電荷量都保持不變。問

   (1)細(xì)線第一次繃緊前瞬間的速度多大?

   (2)從開始運(yùn)動(dòng)后到細(xì)線第二次被繃緊前的過程中,是否會(huì)相碰?

   (3)如果能相碰,的位移和相碰前瞬間的速度各是多少?如果不能相碰,間的最短距離是多少?細(xì)線第二次被繃緊的瞬間的位移多大?

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