如圖所示,在正方形區(qū)域abcd內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強磁場,一束電子以大小不同的速率垂直于ad邊且垂直于磁場射入磁場區(qū)域,下列判斷正確的是( 。
分析:電子垂直進入勻強磁場中由洛倫茲力提供向心力做勻速圓周運動,半徑公式為r=
mv
qB
,周期公式為T=
2πm
qB
,運動時間為t=
θ
T,θ是軌跡所對應的圓心角.根據(jù)軌跡分析得知,運動時間相等,軌跡不一定重合.不同運動速率的電子,在磁場中的運動時間也可能相同.在磁場中運動時間越長的電子,軌跡所對應的圓心角越大,半徑越小,速率越小,軌跡越短.
解答:解:
A、電子垂直進入勻強磁場中做勻速圓周運動,周期為T=
2πm
qB
,可知電子運動的周期一定,運動時間為t=
θ
T,θ是軌跡所對應的圓心角,則在磁場中運動時間越長的電子,其運動軌跡所對應的圓心角越大.故A正確.
B、C在磁場中運動時間相同的電子,其運動軌跡不一定重合,比如電子轉半圈,時間都為
1
2
T,但速率可能不同,軌跡也不同.故BC均錯誤.
D、在磁場中運動時間越長的電子,軌跡所對應的圓心角越大,半徑越小,速率越小,軌跡越短.故D錯誤.
故選A
點評:本題是帶電粒子在勻強磁場中勻速圓周運動的問題,掌握半徑公式r=
mv
qB
和周期公式T=
2πm
qB
是解答的基礎.粒子運動時間與圓心角的大小成正比.
練習冊系列答案
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(2010?松江區(qū)二模)如圖所示,在豎直板上不同高度處各固定兩個完全相同的圓弧軌道,軌道的末端水平,在它們相同位置上各安裝一個電磁鐵,兩個電磁鐵由同一個開關控制,通電后,兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球A、B,斷開開關,兩個小球同時開始運動.離開圓弧軌道后,A球做平拋運動,B球進入一個光滑的水平軌道,則:
(1)B球進入水平軌道后將做①
勻速直線運動
勻速直線運動
運動;改變A軌道距離B軌道的高度,多次重復上述實驗過程,總能觀察到A球正好砸在B球上,由此現(xiàn)象可以得出的結論是②
平拋運動在水平方向上是勻速直線運動
平拋運動在水平方向上是勻速直線運動

(2)若某次兩個小球相碰的位置恰在水平軌道上的P點處,固定在豎直板上的方格紙的正方形小格每邊長均為5cm,則可算出A鐵球剛達P點的速度為
10
10
m/s.

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如圖所示,在一個平面內(nèi)有六根絕緣的通電導線,電流大小相同,1、2、3、4為面積相等的正方形區(qū)域,其中指向紙面內(nèi)的磁場最強的區(qū)域是( 。

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如圖所示,在光滑的水平面上有兩個方向相反的勻強磁場垂直穿過,磁場的寬度均為L,磁感應強度大小均為B,水平面上放有一正方形金屬線框,其邊長為a(a<L),電阻為R.
精英家教網(wǎng)
(1)若線框以速度v從磁場區(qū)左側勻速向右穿過該磁場區(qū)域到達磁場區(qū)右側的過程中,求外力所做的功.
(2)若線框從磁場區(qū)左側以水平向右的某個初速度進入磁場,剛好能從磁場區(qū)右側全部出來,求線框在進入磁場和離開磁場的過程中產(chǎn)生的熱量之比.

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精英家教網(wǎng)如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上,存在著兩個磁感應強度大小均為B的勻強磁場,區(qū)域I的磁場方向垂直斜面向上,區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下,磁場的寬度均為L.一個質量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導線框,在零時刻由靜止開始沿斜面下滑.t1時ab邊剛越過GH進入磁場I區(qū),此時線框恰好以速度v1做勻速直線運動;t2時ab邊下滑到.JP與MN的中間位置,此時線框又恰好以速度v2做勻速直線運動.重力加速度為g.則下列說法中正確的有( 。

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