如圖所示,在真空中的一直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi),加一方向垂直于紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,一個(gè)質(zhì)量為m、電量為+q的粒子從原點(diǎn)O沿y軸正方向以初速度v0射入,通過定點(diǎn)P.現(xiàn)將磁場去掉,在坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)的某點(diǎn)固定一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷Q,同一粒子以同樣速度v0從原點(diǎn)O沿y軸正方向射入,恰好沿圓弧通過定點(diǎn)P.已知靜電力常數(shù)為k,不計(jì)粒子重力.下列說法正確的是( )
A.點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)為(,0)
B.點(diǎn)電荷Q的電荷量為
C.點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中,O電勢高于P電勢
D.兩種情況下,粒子從O點(diǎn)到P點(diǎn)的時(shí)間不相等
AB

試題分析:由帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)可知粒子勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為:,P的位置坐標(biāo)(,),點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)為(,0),PQ兩點(diǎn)的電勢相等,兩種情況下粒子都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),根據(jù),點(diǎn)電荷Q的電荷量為,故AB正確,CD錯(cuò)誤。
點(diǎn)評(píng):電子從磁場邊界以一定的角度射入只有一個(gè)邊界的勻強(qiáng)磁場,當(dāng)再次射出磁場時(shí),速度與邊界的夾角與原來的相等.解題時(shí)充分利用這個(gè)結(jié)論,對(duì)解題有非常大的幫助.
該題考察了電子在電場中的偏轉(zhuǎn)和在磁場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng),此題要求首先要分析電子在各個(gè)區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況,必要時(shí)畫出電子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖,了解圖中的幾何關(guān)系.利用電子在電場中偏轉(zhuǎn)時(shí)的速度的合成與分解,解決電子在電場中運(yùn)動(dòng)的相關(guān)問題;利用電子在勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式,結(jié)合洛倫茲力提供向心力可解答電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的相關(guān)問題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在真空中半徑m的圓形區(qū)域內(nèi),有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,方向如圖的勻強(qiáng)磁場,一束帶正電的粒子以初速度m/s,從磁場邊界上直徑ab的a端沿各個(gè)方向射入磁場,且初速方向都垂直于磁場方向,若該束粒子的比荷C/kg,不計(jì)粒子重力.求:

(1)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間.
(2)若射入磁場的速度改為m/s,其他條件不變,試用斜線畫出該束粒子在磁場中可能出現(xiàn)的區(qū)域,要求有簡要的文字說明.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一個(gè)理想邊界為PQ、MN的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場寬度為d,方向垂直紙面向里.一電子從O點(diǎn)沿紙面垂直PQ以速度v0進(jìn)入磁場.若電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為2d.O′在MN上,且OO′與MN垂直.下列判斷正確的是( )
A.電子將向右偏轉(zhuǎn)
B.電子打在MN上的點(diǎn)與O′點(diǎn)的距離為d
C.電子打在MN上的點(diǎn)與O′點(diǎn)的距離為
D.電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如右圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,MN是一豎直放置的感光板.從圓形磁場最高點(diǎn)P垂直磁場射入大量的帶正電、電荷量為q、質(zhì)量為m、速度為v的粒子,不考慮粒子間的相互作用力,關(guān)于這些粒子的運(yùn)動(dòng)以下說法正確的是(  )
A.只要對(duì)著圓心入射,出射后均可垂直打在MN上
B.對(duì)著圓心入射的粒子,其出射方向的反向延長線不一定過圓心
C.對(duì)著圓心入射的粒子,速度越大在磁場中通過的弧長越長,時(shí)間也越長
D.只要速度滿足,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一個(gè)帶正電的粒子沿x軸正向射入勻強(qiáng)磁場中,它所受到的洛倫茲力方向沿y軸正向,則磁場方向(    ).
A.一定沿z軸正向B.一定沿z軸負(fù)向
C.一定與xOy平面平行且向下D.一定與xOz平面平行且向下

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在x軸上方的空間存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.許多相同的離子以相同的速率v由O點(diǎn)沿紙面向各個(gè)方向(y>0)射入磁場區(qū)域.不計(jì)離子所受的重力及離子間的相互影響.圖中曲線表示離子運(yùn)動(dòng)的區(qū)域邊界,其中邊界與y軸交點(diǎn)為M,邊界與x軸交點(diǎn)為N,且OM=ON=L.由此可判斷(  )

A.這些離子是帶負(fù)電的
B.這些離子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為L
C.這些離子的荷質(zhì)比為
D.當(dāng)離子沿y軸正方向射入磁場時(shí)會(huì)經(jīng)過N點(diǎn)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列哪種力是洛倫茲力 (    )
A.電荷間的相互作用力 B.電場對(duì)電荷的作用力
C.磁鐵對(duì)小磁針的作用力 D.磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)如圖甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場,磁場方向如圖所示。O為隔板上的一個(gè)小孔,通過O點(diǎn)可以從不同方向向磁場區(qū)域發(fā)射電量為+q,質(zhì)量為m,速率為的粒子,且所有入射的粒子都在垂直于磁場的同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。不計(jì)重力及粒子間的相互作用。

(1)如圖乙所示,與隔板成450角的粒子,經(jīng)過多少時(shí)間后再次打到隔板上?此粒子打到隔板的位置與小孔的距離為多少?
(2)所有從O點(diǎn)射入的帶電粒子在磁場中可能經(jīng)過區(qū)域的面積為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖描述的是一個(gè)帶電粒子沿垂直于磁場的方向射入一勻強(qiáng)磁場過程中的一段徑跡,徑跡上的每一小段都可近似看成圓弧,由于帶電粒子使沿途的空氣電離,粒子的能量逐漸減小,(電荷不變),從圖中可以確定(  )
A.粒子從a到b,帶正電B.粒子從b到a,帶負(fù)電
C.粒子從a到b,帶負(fù)電D.粒子從b到a,帶正電

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