兩個電荷量分別為+q和﹣q的帶電粒子分別以速度Va和Vb射入勻強磁場,兩粒子的入射方向與豎直磁場邊界的夾角分別為30°和60°,磁場寬度為d,兩粒子同時由A點出發(fā),同時到達(dá)與A等高的B點,如圖所示,則()
A. a粒子帶正電,b粒子帶負(fù)電
B. 兩粒子的軌道半徑之比Ra:Rb=:1
C. 兩粒子的質(zhì)量之比ma:mb=1:2
D. 兩粒子的速度之比Va:Vb=:2
考點: 帶電粒子在勻強磁場中的運動;牛頓第二定律.
專題: 帶電粒子在磁場中的運動專題.
分析: 兩異種電荷同時從A點不同角度射入勻強磁場后,又同時到達(dá)B點.由粒子的運動方向可確定粒子的電性;由于兩粒子的電量、所處的磁場均相同,則運動的周期與質(zhì)量成正比.由圖可知:AB連線即為兩粒子運動圓弧所對應(yīng)的弦,則兩圓弧的圓心在AB連線的中垂線上.從而由幾何關(guān)系可求出兩粒子的軌跡半徑之比,由運動圓弧對應(yīng)的圓心角及周期可確定粒子的質(zhì)量之比.
解答: 解:A、a粒子是30°入射的,而b粒子是60°入射的,由于從B點射出,則a粒子受到的洛倫茲力方向沿b粒子速度方向,而b粒子受到的洛倫茲力方向沿a粒子速度方向,由磁場方向,得a粒子帶負(fù)電,而b粒子帶正電,故A錯誤;
B、如圖連接AB,AB連線是兩粒子的運動圓弧對應(yīng)的弦,則弦的中垂線(紅線)與各自速度方向的垂直線(虛線)的交點即為各自圓心.如圖:
結(jié)果發(fā)現(xiàn):1.AB的連線必然與磁場的邊界垂直; 2.兩圓心的連線與兩個半徑構(gòu)成一個角為30°,另一個為60°的直角三角形.
根據(jù)幾何關(guān)系,則有兩半徑相比為Ra:Rb=1:,故B錯誤;
C、AB連線是兩粒子的運動圓弧對應(yīng)的弦,則弦的中垂線與各自速度方向直線的交點即為各自圓心.結(jié)果發(fā)現(xiàn):兩圓心的連線與兩個半徑構(gòu)成一個角為30°,另一個為60°的直角三角形.則a粒子圓弧對應(yīng)的圓心角為120°,而b粒子圓弧對應(yīng)的圓心角為60°.由于它們運動時間相等,所以它們的周期之比為Ta:Tb=1:2,則質(zhì)量之比ma:mb=1:2.故C正確;
D、由半徑公式可知:在磁場、電量一定的情況下,速度大小與粒子的質(zhì)量成反比,與軌跡的半徑成正比.所以速度大小之比va:vb=2:,故D錯誤;
故選:C.
點評: 利用圓弧的特性來確定圓心,畫出圓弧并運用幾何關(guān)系來算出圓弧的半徑,同時還體現(xiàn)出控制變量的思想.
科目:高中物理 來源: 題型:
將甲、乙兩球從足夠高處同時由靜止釋放.兩球下落過程所受空氣阻力大小f僅與球的速率v成正比,與球的質(zhì)量無關(guān),即f=kv(k為正的常量).兩球的v﹣t圖象如圖所示.落地前兩球的速度都已達(dá)到各自的穩(wěn)定值v1、v2.則下列判斷正確的是( )
A. 甲球質(zhì)量大于乙球 B. 甲球質(zhì)量小于乙球
C. 釋放瞬間甲球加速度較大 D. 釋放瞬間乙球加速度較大
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科目:高中物理 來源: 題型:
下列說法中正確的是()
A. 在公式F=k中,k是點電荷Q2產(chǎn)生的電場在點電荷Q1處的場強大小
B. 由公式E=可知,電場中某點的電場強度與試探電荷在該點所受到的電場力成正比
C. 公式E=只適用于真空中點電荷產(chǎn)生的電場
D. 電場線是電荷在電場中的運動軌跡
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖甲所示,豎直平面內(nèi)的光滑軌道由傾斜直軌道AB和圓軌道BCD組成,AB和BCD相切于B點,CD連線是圓軌道豎直方向的直徑(C,D為圓軌道的最低點和最高點),且∠BOC=θ=37°,圓軌道直徑d為0.4m.可視為質(zhì)點,質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊從軌道AB上高H處的某點由靜止滑下,(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)剛好能通過圓軌道最高點D的高度H;
(2)若用壓力傳感器測出滑塊經(jīng)過圓軌道最高點D時對軌道的壓力為F,求出壓力F與高度H的關(guān)系式,并在圖乙中繪制出二者的關(guān)系圖象.
(3)通過計算判斷是否存在某個H值,使得滑塊經(jīng)過最高點D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的點.
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖是一火警報警裝置的一部分電路示意圖,其中R2是半導(dǎo)體熱敏傳感器,它的電阻隨溫度升高而減小,a、b接報警器.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時,電流表的電流I和a、b兩端電壓U與出現(xiàn)火情前相比()
A.I變大,U變大 B. I變小,U變小 C. I變大,U變小 D. I變小,U變大
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科目:高中物理 來源: 題型:
1932年,勞倫斯和利文斯設(shè)計出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如圖所示,置于高真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時間可以忽略不計.磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直.A處粒子源產(chǎn)生的粒子,質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速器中被加速,加速電壓為U.加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用.
(1)求粒子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比.
(2)求粒子最終加速到出口處的速度.
(3)求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間t.
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科目:高中物理 來源: 題型:
用頻率相同但強度不同的兩束光分別去照射兩種不同的金屬,結(jié)果均發(fā)生了光電效應(yīng),則()
A. 用強度大的光照射的金屬,逸出的光電子的初動能一定大
B. 由于兩束光的頻率相同,照射兩種金屬逸出光電子的最大初動能一定相同
C. 在相同時間內(nèi),用強度較大的光照射金屬表面逸出的光電子數(shù)較少
D. 在相同時間內(nèi),用強度較大的光照射的金屬逸出的光電子數(shù)較多
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科目:高中物理 來源: 題型:
已知地球和火星的質(zhì)量比=,半徑比=,表面動摩擦因數(shù)均為0.5,用一根繩在地球表面上水平拖一個箱子,箱子能獲得10m/s2的最大加速度.將此箱子和繩子送上火星表面,仍用該繩子水平拖木箱,則木箱產(chǎn)生的最大加速度為多少?(地球表面的重力加速度為10m/s2)()
A. 10m/s2 B. 12.5m/s2 C. 7.5m/s2 D. 15m/s2
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科目:高中物理 來源: 題型:
關(guān)于溫度的概念,下述說法中正確的是()
A. 溫度是分子平均動能的標(biāo)志,物體溫度高,則分子的平均動能大
B. 溫度是分子平均動能的標(biāo)志,溫度升高,則物體的每一個分子的動能都增大
C. 某物體當(dāng)其內(nèi)能增大時,則該物體的溫度一定升高
D. 甲物體的溫度比乙物體的溫度高,則甲物體分子平均速率比乙物體分子平均速率大
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