1.如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界為直角三角形,∠EGF=30°,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里.F處有一粒子源,沿FG方向發(fā)射出大量帶正電荷q的同種粒子,粒子質(zhì)量為m,粒子的初速度v0大小可調(diào),則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.若粒子能到達(dá)EG邊界,則粒子速度越大,從F運(yùn)動(dòng)到EG邊的時(shí)間越長(zhǎng)
B.v0取合適值,粒子可以到達(dá)E點(diǎn)
C.能到達(dá)EF邊界的所有粒子所用的時(shí)間均相等
D.粒子從F運(yùn)動(dòng)到EG邊所用的最長(zhǎng)時(shí)間為$\frac{5πm}{12qB}$

分析 粒子從EG邊界射出的臨界情況是軌跡與EG相切,此時(shí)從EG邊射出時(shí)間最長(zhǎng),根據(jù)圓心角,結(jié)合周期公式求出最長(zhǎng)時(shí)間.粒子從EF邊界射出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡為半圓,通過(guò)圓心角比較運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

解答 解:A、當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡與EG邊相切時(shí),粒子從EG邊射出的速度最小,隨著半徑越大,偏向角越。ㄒ?yàn)橄遗cEF夾角越大),時(shí)間越短(周期與速度無(wú)關(guān)),故A錯(cuò)誤.
B、當(dāng)粒子與EG邊相切時(shí),設(shè)粒子速度為v0,若粒子速度大于v0,粒子會(huì)從EG邊出界,若粒子速度小于v0,粒子會(huì)從EF邊出界,無(wú)法到達(dá)E點(diǎn),故B錯(cuò)誤.
C、能從EF邊出射的粒子都做半圓周運(yùn)動(dòng),時(shí)間均為$\frac{1}{2}T$=$\frac{πm}{qB}$,所以能到達(dá)EF邊界的所有粒子所用的時(shí)間均相等.故C正確.
D、當(dāng)粒子軌跡與EG相切,此時(shí)對(duì)應(yīng)的圓心角最大為θ=180°-30°=150°,時(shí)間最長(zhǎng)為t=$\frac{150°}{360°}×\frac{2πm}{qB}=\frac{5πm}{6qB}$.故D錯(cuò)誤.
故選:C.

點(diǎn)評(píng) 本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),涉及洛侖茲力的計(jì)算,圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算,左手定則,時(shí)間計(jì)算和臨界分析等.關(guān)鍵作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,結(jié)合半徑公式和周期公式進(jìn)行求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

11.如圖所示,足夠長(zhǎng)的粗糙金屬導(dǎo)軌POQ,夾角∠POQ=60°,PO=OQ,P、Q兩端點(diǎn)均在水平面上,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為α.質(zhì)量為m的勻質(zhì)金屬桿MN垂直于∠POQ的角平分線對(duì)稱放置在導(dǎo)軌上,其重心在角平分線上.金屬桿和導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻均為r,且始終保持良好接觸.若用大小F=2mgsinα、方向沿∠POQ的角平分線向上的力F作用在金屬桿MN的重心點(diǎn)上,金屬桿恰可沿力F的方向勻速向上運(yùn)動(dòng).撤去力F后,給導(dǎo)軌處加上一個(gè)區(qū)域足夠大的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出),磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面.初始時(shí)刻金屬桿到O點(diǎn)的距離為a,給金屬桿一個(gè)沿∠POQ角平分線向下的初速度v0.求:(不計(jì)感應(yīng)電流之間的相互作用)
(1)金屬桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
(2)初始時(shí)刻,金屬桿上的感應(yīng)電流的大小I0
(3)金屬桿向下滑行的距離x.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

12.如圖所示,真空室內(nèi)有一個(gè)點(diǎn)狀的α粒子放射源P,它向各個(gè)方向發(fā)射α粒子(不計(jì)重力),速率都相同,ab為P點(diǎn)附近的一條水平直線(P到直線ab的距離PC=L),Q為直線ab上一點(diǎn),它與P點(diǎn)相距PQ=$\frac{\sqrt{5}}{2}$L(現(xiàn)只研究與放射源P和直線ab同一平面內(nèi)的α粒子的運(yùn)動(dòng)),當(dāng)真空室內(nèi)(直線ab以上區(qū)域)只存在垂直該平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),不同方向發(fā)射的α粒子若能到達(dá)ab直線,則到達(dá)ab直線時(shí)它們動(dòng)能都相等,已知水平向左射出的α粒子也恰好到達(dá)Q點(diǎn).(α粒子的電荷量為+q,質(zhì)量為m,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)α粒子的發(fā)射速率;
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向;
(3)當(dāng)僅加上述磁場(chǎng)時(shí),能到達(dá)直線ab的α粒子所用最長(zhǎng)時(shí)間和最短時(shí)間的比值.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

9.如圖所示,平行金屬板長(zhǎng)為L(zhǎng),一個(gè)帶電為+q質(zhì)量為m的粒子以初速度v0緊貼上板垂直射入電場(chǎng),剛好從下板邊緣射出,末速度恰與下板成30°角,粒子重力不計(jì),求:
(1)粒子末速度大;
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度;
(3)兩極板間距離.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.如圖所示,一束重力不計(jì)帶正電的粒子束,以速度v射入相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻速磁場(chǎng)組成的場(chǎng)區(qū)中.已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,方向豎直向下,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大個(gè)為B,方向垂直于紙面向里.粒子束沿直線通過(guò)復(fù)合場(chǎng)區(qū),則( 。
A.粒子的速度v=$\frac{B}{E}$
B.若粒子束變?yōu)樨?fù)粒子,別粒子軌跡一定發(fā)生偏折
C.當(dāng)v′>v時(shí),粒子向下偏轉(zhuǎn)
D.當(dāng)v′<v時(shí),粒子向下偏轉(zhuǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.如圖所示電路,兩根光滑金屬導(dǎo)軌,平行放置在傾角為θ的斜面上,導(dǎo)軌下端接有電阻R,導(dǎo)軌電阻不計(jì),斜面處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電阻可略去不計(jì)的金屬棒ab質(zhì)量為m,受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力F的作用,金屬棒沿導(dǎo)軌勻速下滑,則它在下滑h高度的過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的是( 。
A.作用在金屬棒上各力的合力做功大于零
B.重力做功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的電能
C.金屬棒克服安培力做功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱
D.金屬棒克服恒力F做功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

13.如圖所示,在虛線范圍內(nèi),用場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)可使初速度為v0的某種正離子偏轉(zhuǎn)θ角.在同樣寬度范圍內(nèi),若改用勻強(qiáng)磁場(chǎng)(方向垂直紙面向外),使該離子通過(guò)該區(qū)域并使偏轉(zhuǎn)角度也為θ,則
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少?
(2)離子穿過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的時(shí)間之比?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

10.若汽車的加速度方向與速度方向一致,當(dāng)加速度減小時(shí),則( 。
A.汽車的速度在減小,汽車的位移也在減小
B.汽車的速度在增大,汽車的位移也在增大
C.汽車速度在減小,當(dāng)加速度減小到零時(shí),汽車靜止
D.當(dāng)加速度減小到零時(shí),汽車的速度達(dá)到最大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

11.如圖所示,關(guān)于a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小及方向,下列表述正確的是( 。
A.Ea>EbB.方向相同C.Ea<EbD.方向不同

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