如圖所示,一束正離子從P處垂直射入勻強電場和勻強磁場相互垂直的區(qū)域,結果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的運動方向未發(fā)生偏轉.這些離子從磁場邊界OO′的Q處垂直射入另一勻強磁場中,又分裂為a、b、c三束,分別運動到磁場邊界OO′.關于a、b、c離子束,下列判斷正確的是( 。
A.a離子束的速度最大
B.a、b、c離子束的帶電量相等
C.a離子束到達磁場邊界OO′的時間最長
D.若a離子束的質量是b離子束的2倍,則a離子束的帶電量是b離子束的2倍

A、因為粒子進入電場和磁場正交區(qū)域時不發(fā)生偏轉說明粒子所受電場力和洛倫茲力平衡,有qvB=qE,得出能不偏轉的粒子速度滿足v=
E
B
,故abc三束離子的速度相等,故A錯誤;
B、粒子進入磁場后受洛倫茲力作用,粒子做勻速圓周運動的半徑R=
mv
qB
,則可知半徑大的粒子比荷小,即a離子的比荷最小,電量大小無法判斷,故B錯誤;
C、粒子做圓周運動的周期T=
2πm
qB
,則比荷小的周期大,故a離子的周期最大,三者運動的時間均為半個周期,故a離子束到達磁場邊界OO′的時間最長,故C正確;
D、ab離子的半徑不相同,故可知比荷不相同,則若a離子束的質量是b離子束的2倍,則a離子束的帶電量不是b離子束的2倍,故D錯誤;
故選:C.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖10-22所示。在x軸上有垂直于xy平面向里的勻強磁場,磁感應強度為B;在x軸下方有沿y鈾負方向的勻強電場,場強為E。一質最為m,電荷量為q的粒子從坐標原點。沿著y軸正方向射出。射出之后,第3次到達X軸時,它與點O的距離為L,求此粒子射出時的速度v和運動的總路程s,(重力不計)。

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如圖中左邊有一對平行金屬板,兩板間有相互垂直的電場和磁場,向下的勻強電場強度大小為E、垂直向里的勻強磁場磁感應強度大小為B1.圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域內存在勻強磁場,磁感應強度大小為B2,方向垂直于紙面朝里.一電荷量為q的正離子沿平行于金屬板面、垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間,沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域,并沿直徑CD方向射入圓形磁場區(qū)域,最后從圓形區(qū)城邊界上的P點射出.已知半徑OD、OP的夾角θ,不計重力.求
(1)離子進入平行金屬板之間區(qū)域時的速度大小v;
(2)離子的質量m.

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如圖所示,光滑軌道ABCD固定在豎直平面內,由直軌道AB與圓弧軌道BCD平滑相切對接組成.圓弧的圓心為O點,半徑大小為R,OB與豎直方向OC夾角θ=37°,D點與圓心O點等高;豎直且過B點的直線PQ右側空間內,被水平且過O點、D點的直線MN分為下區(qū)域Ⅰ和上區(qū)域Ⅱ,下區(qū)域Ⅰ內存在水平向右的勻強電場,場強為
E1
,上區(qū)域Ⅱ內存在垂直紙面向里的勻強電場,場強為
E2
.質量為m,電荷量為q的帶正電小滑塊(可視為質點),從直軌道上A點由靜止開始下滑,A點離軌道最低點C的高度為2R,已知
E1
=
mg
q
,
E2
=
3mg
4q
,求:
(1)小滑塊滑到C點時對軌道壓力大;
(2)小滑塊離開D點后,運動到與D點等高時,距D點的水平距離;
(3)小滑塊離開D點后,在區(qū)域Ⅱ運動過程中,經多長時間,它所受合外力的瞬時功率最。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖甲所示,MN和PQ是兩塊光滑擋板,兩板平行放置,板間距為d=0.15m,A、C是MN板上相距l(xiāng)=0.2m的兩個小孔.質量為m=2×10-12kg,帶電量為q=+5×10-8C的粒子(可以看成點電荷)從A點以速度v=3×103m/s的速度垂直于MN板射入,粒子與兩板的碰撞為彈性碰撞(粒子碰撞前后沿板方向的速度不變,垂直于板的速度大小不變,方向變?yōu)榉聪颍,帶電粒子的重力不計.則
(1)若兩板間有與板面平行的勻強電場,如圖甲,且粒子只與PQ板碰撞一次就從C點飛出,求勻強電場的電場強度的大小;
(2)若兩板間有如圖乙所示的勻強磁場,要使粒子能從C點飛出,求磁感應強度的可能取值.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示的坐標系xoy中,M、P為與x軸垂直放置的足夠大平板,其中M板位于x=0處.P為感光板位于x=2d處,N為位于x=d處的與P板平行的界面.位于坐標原點處的粒子源,可以向xov平面內y軸右側的各個方向發(fā)射質量為m,電荷量為q、速率均相同的帶正電粒子,在d≤x≤2d的區(qū)域內存在垂直坐標平面向里、磁感應強度為B的勻強磁場.粒子源沿x軸方向射出的粒子恰好打不到P上,不計粒子重力
(1)求從粒子源射出的粒子速率v0
(2)若在M、N之間加上水平向有的勻強電場,場強大小E=
3qdB2
2m
,則感光板p上被粒子打中區(qū)域的長度多大?

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如圖所示,在x軸上方存在磁感應強度為B的勻強磁場,一對正、負電子(質量m,電荷量為e)從x軸上的O點以速度v斜向上射入磁場中,速度方向與x軸的夾角為45°并與磁場方向垂直.正電子在磁場中運動一段時間后,從x軸上的M點射出磁場.負電子在磁場中運動一段時間后,從x軸上的N點射出磁場.求:
(1)畫出正、負電子的運動軌跡,在x軸上標出M、N的位置
(2)MN兩點間的距離
(3)正電子在磁場中運動的時間.

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如圖所示,一束電子(電荷量為e)以速度v垂直射入磁感應強度為B,寬度為d的勻強磁場中,穿過磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角是30°,則電子的質量是多少?電子穿過磁場的時間是多少?

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如圖所示,直角坐標系xoy位于豎直平面內,在?
3
m≤x≤0的區(qū)域內有磁感應強度大小B=4.0×10-4T、方向垂直于紙面向里的條形勻強磁場,其左邊界與x軸交于P點;在x>0的區(qū)域內有電場強度大小E=4N/C、方向沿y軸正方向的條形勻強電場,其寬度d=2m.一質量m=6.4×10-27kg、電荷量q=-3.2×10?19C的帶電粒子從P點以速度v=4×104m/s,沿與x軸正方向成α=60°角射入磁場,經電場偏轉最終通過x軸上的Q點(圖中未標出),不計粒子重力.求:
(1)帶電粒子在磁場中運動時間;
(2)當電場左邊界與y軸重合時Q點的橫坐標;
(3)若只改變上述電場強度的大小,要求帶電粒子仍能通過Q點,討論此電場左邊界的橫坐標x′與電場強度的大小E′的函數(shù)關系.

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