4.如圖所示,在一平面正方形MNPQ區(qū)域內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v從Q點(diǎn)沿著與邊QP夾角為30°的方向垂直進(jìn)入磁場,從QP邊界射出.已知QP邊長為a,不計(jì)粒子的重力,下列說法正確的是( 。
A.該粒子帶正電B.運(yùn)動(dòng)過程中粒子的速度不變
C.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為$\frac{mπ}{3qB}$D.粒子的速度v的最大值為$\frac{qBa}{2m}$

分析 粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)洛倫茲力提供向心力,根據(jù)粒子偏轉(zhuǎn)方向確定粒子所受洛倫茲力方向,然后由左手定則判斷出粒子的電性;
根據(jù)題意求出粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角,然后根據(jù)粒子周期公式求出粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
粒子從P點(diǎn)射出時(shí)速度最大,求出粒子從P點(diǎn)射出時(shí)的軌道半徑,然后應(yīng)用牛頓第二定律求出粒子的最大速度.

解答 解:A、粒子從PQ邊射出磁場,粒子剛射入磁場時(shí)受到的洛倫茲力垂直與速度斜向右下方,由左手定則可知,粒子帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;
B、粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),粒子速度大小不變當(dāng)方向發(fā)生變化,粒子速度發(fā)生變化,故B錯(cuò)誤;
C、粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角:θ=2×30°=60°,粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t=$\frac{θ}{360°}$T=$\frac{60°}{360°}$×$\frac{2πm}{qB}$=$\frac{πm}{3qB}$,故C正確;
D、粒子從P點(diǎn)射出磁場時(shí)軌道半徑最大,粒子速度最大,此時(shí)粒子軌道半徑:r=a,由牛頓第二定律得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,粒子的最大速度:v=$\frac{qBr}{m}$=$\frac{qBa}{m}$,故D錯(cuò)誤;
故選:C.

點(diǎn)評(píng) 粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),粒子轉(zhuǎn)過的圓心角等于弦切角的2倍,根據(jù)幾何知識(shí)求出粒子轉(zhuǎn)過的圓心角、軌道半徑,然后應(yīng)用牛頓第二定律與粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式可以解題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

4.某同學(xué)在用如圖甲所示的裝置做“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí):

(1)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)小正方體木塊,用實(shí)驗(yàn)桌上的一把二十分度的游標(biāo)卡尺測出正方體木塊的邊長,如圖乙所示,則正方體木塊的邊長為1.060cm;
(2)接著用這個(gè)小正方體木塊把小車軌道的一端墊高,通過速度傳感器發(fā)現(xiàn)小車剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng).這個(gè)步驟的目的是平衡摩擦力;
(3)然后用細(xì)線通過定滑輪掛上重物讓小車勻加速下滑,不斷改變重物的質(zhì)量m,測出對(duì)應(yīng)的加速度a,則圖丙下列圖象中能正確反映小車加速度a與所掛重物質(zhì)量m的關(guān)系的是C.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.下列說法正確的是(  )
A.簡諧運(yùn)動(dòng)的周期和振幅無關(guān)
B.在彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力表達(dá)式F=-kx中,F(xiàn)為振動(dòng)物體所受的合外力,k為彈簧的進(jìn)度系數(shù)
C.在波的傳播方向上,某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度就是波的傳播速度
D.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,同種條件下用紫光做實(shí)驗(yàn)比紅光做實(shí)驗(yàn)得到的條紋更寬
E.在單縫衍射現(xiàn)象中要產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象,狹縫寬度必需比波長小或者相差不多

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.如圖所示,固定于同一條豎直線上的A、B是兩個(gè)帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷,電荷量分別為+Q和-Q,A、B相距為2d.MN是豎直放置的光滑絕緣細(xì)桿,另有一個(gè)穿過細(xì)桿的帶電小球p,質(zhì)量為m、電荷量為+q(可視為點(diǎn)電荷,不影響電場的分布),現(xiàn)將小球p從與點(diǎn)電荷A等高的C處由靜止開始釋放,小球p向下運(yùn)動(dòng)到距C點(diǎn)距離為d的O點(diǎn)時(shí),速度為v.已知MN與AB之間的距離為d,靜電力常量為k,重力加速度為g.則根據(jù)已知信息能定量得到的物理量是(  )
A.O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度E
B.C、O間的電勢差UCO
C.小球p經(jīng)過與點(diǎn)電荷B等高的D點(diǎn)時(shí)的速度V
D.小球p在向下運(yùn)動(dòng)中C至D的時(shí)間T

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.在豎直方向的電場中一帶電小球由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中小球的機(jī)械能E與其位移S關(guān)系的圖象如圖所示,其中0~S1過程的圖線為曲線,S1~S2過程中的圖線為直線.根據(jù)該E-S圖象,下列說法正確的是(  )
A.小球一定帶正電
B.0~S1過程中小球始終在做加速直線運(yùn)動(dòng)
C.S1~S2過程中小球的動(dòng)能一定不斷增大
D.S1~S2過程中所處的電場一定是勻強(qiáng)電場

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

9.用如圖所示的儀器探究做功與速度變化的關(guān)系.
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)高度,消除摩擦力的影響;
②小車鉤住一條橡皮筋,往后拉至某個(gè)位置,記錄小車的位置;
③先接通電源,后釋放小車,小車拖動(dòng)紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下一列點(diǎn),斷開電源;
④改用同樣的橡皮筋2條、3條…重復(fù)②、③的實(shí)驗(yàn)操作,每次操作一定要將小車由同一位置由靜止釋放.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示電場中A、B兩點(diǎn),則下列說法正確的是(  )
A.電勢φA>φB,場強(qiáng)EA>EB
B.電勢φA>φB,場強(qiáng)EA<EB
C.將電荷+q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做了負(fù)功
D.將電荷-q分別放在A、B兩點(diǎn)時(shí)具有的電勢能EpA>EpB

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.在探究功與速度變化量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中橡皮筋釋放后,關(guān)于小車的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( 。
A.一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),再做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.先做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng),再做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.先做加速度增大的變加速直線運(yùn)動(dòng),再做勻速直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

14.如圖所示,兩塊平行金屬極板MN水平放置,板長L=1m,間距d=$\frac{\sqrt{3}}{3}$m,兩金屬板間電壓UMN=1×104V;在平行金屬板右側(cè)依次存在ABC和FGH兩個(gè)全等的正三角形區(qū)域,正三角形ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1,三角形的上頂點(diǎn)A與上金屬板M平齊,BC邊與金屬板平行,AB邊的中點(diǎn)P恰好在下金屬板N的右端點(diǎn);正三角形FGH內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B2,已知A、F、G處于同一直線上,B、C、H也處于同一直線上,AF兩點(diǎn)距離為$\frac{2}{3}$m.現(xiàn)從平行金屬極板MN左端沿中心軸線方向入射一個(gè)重力不計(jì)的帶電粒子,粒子質(zhì)量m=3×10-10kg,帶電量q=+1×10-4C,初速度v0=1×105m/s.
(1)求帶電粒子從電場中射出時(shí)的速度v的大小和方向
(2)若帶電粒子進(jìn)入中間三角形區(qū)域后垂直打在AC邊上,求該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1
(3)若要使帶電粒子由FH邊界進(jìn)入FGH區(qū)域并能再次回到FH界面,求B2應(yīng)滿足的條件.

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同步練習(xí)冊答案