兩個帶電粒子沿垂直磁場方向射入同一勻強(qiáng)磁場,它們在磁場中作勻速圓周運動的半徑相同,且轉(zhuǎn)動方向也相同,那么這兩粒子的情況是( 。
分析:帶電粒子射入同一勻強(qiáng)磁場作勻速圓周運動,由洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律和圓周運動的規(guī)律得到半徑與周期的公式,即可進(jìn)行分析.根據(jù)左手定則分析電性關(guān)系.
解答:解:帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中作勻速圓周運動,由洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:
   qvB=m
v2
r

得,r=
mv
qB
,
周期為 T=
2πr
v
=
2πm
qB

由題意知,r相等,B相等,根據(jù)上兩式得知,兩個粒子的速度大小、質(zhì)量都不一定相等,周期T也就不一定相等.
兩個粒子的轉(zhuǎn)動方向相同,所受的洛倫茲力方向相同,根據(jù)左手定則可知,兩粒子所帶電荷種類一定相同.故ABC錯誤,D正確.
故選:D
點評:掌握推導(dǎo)帶電粒子在磁場中勻速圓周運動的半徑和周期的基本思路是:洛倫茲力提供向心力,實質(zhì)是牛頓第二定律的具體應(yīng)用.
練習(xí)冊系列答案
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(2013?廈門一模)如圖所示,MN為兩平行金屬板,O、O為兩金屬板中心處正對的兩個小孔,N板的右側(cè)空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B且方向相反的兩勻強(qiáng)磁場區(qū),圖中N板與虛線CD、PQ為兩磁場邊界線,三條界線平行,兩磁場區(qū)域的寬度分別為d和3d,沿邊界線方向磁場區(qū)域足夠大.在兩金屬板上加上大小可調(diào)節(jié)的直流電壓,質(zhì)量為m、電量為-q的帶電粒子(重力不計);從O點由靜止釋放,經(jīng)過MN板間的電場加速后,從O'沿垂直于磁場方向射入磁場,若粒子能穿過CD界并進(jìn)入CD右側(cè)磁場但不能穿過PQ界,最終打到N板而結(jié)束運動,試求:
(1)粒子要能穿過CD界并進(jìn)入CD右側(cè)磁場,MN板間的電壓至少要大于多少;
(2)粒子不穿過PQ界,粒子從O射入磁場所允許的最大速率;
(3)最大速率射入磁場的粒子在磁場中運動的總時間.

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如圖所示,兩個平行金屬板M、N間為一個正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū),電場方向由M板指向N極,磁場方向垂直紙面向里,OO′為到兩極板距離相的平行兩板的直線.一質(zhì)量為m,帶電量為+q的帶電粒子,以速度v0從O點射入,沿OO′方向勻速通過場區(qū),不計帶電粒子的重力,則以下說法正確的是(  )

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(2012?湖北模擬)磁流體發(fā)電是一項新興技術(shù),它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能,如圖是它的示意圖.平行金屬板A、B之間有一個很強(qiáng)的磁場,將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量正、負(fù)帶電粒子)噴入磁場,A、B兩板間便產(chǎn)生電壓.如果把A、B和用電器連接,A、B就是一個直流電源的兩個電極.設(shè)A、B兩板間距為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,等離子體以速度v沿垂直于磁場的方向射入A、B兩板之間,則下列說法正確的是(  )

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網(wǎng)上有資料顯示,至2006年5月份,美國磁流體發(fā)電機(jī)的容量已超過32 000千瓦,我國也已研制出幾臺不同形式的磁流體發(fā)電機(jī).磁流體發(fā)電是一項新興技術(shù),它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化成電能,右圖是它的示意圖.平行金屬板A、B之間有一個很強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場,將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量的正、負(fù)帶電粒子)噴入磁場,A、B兩板間便產(chǎn)生電壓.如果把A、B和用電器連接,A、B就是直流電源的兩個電極,就能對用電器供電.

磁流體發(fā)電

(1)圖中A、B兩板哪一個是發(fā)電機(jī)的正極?

(2)若A、B兩板相距為d,板間的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,等離子體以速度v沿垂直于B的方向射入磁場,該發(fā)電機(jī)的電動勢是多大?

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(2013河南三市聯(lián)考)如圖所示,在xoy平面內(nèi),過原點O的虛 線MN與y軸成45°角,在MN左側(cè)空間有沿y軸負(fù)方向的 勻強(qiáng)電場,在MN右側(cè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。質(zhì)量為m、帶電量為q的正、負(fù)兩 個帶電粒子,從坐標(biāo)原點O沿y軸負(fù)方向以速度v0射入磁場區(qū),在磁場中運動一段時間后進(jìn)入電場區(qū),已知電場強(qiáng)度為 E=2Bv0,不計重力,求:

(1) 兩個帶電粒子離開磁場時的位置坐標(biāo)間的距離;

(2) 帶負(fù)電的粒子從原點O進(jìn)人磁場區(qū)域到再次抵達(dá)x軸的時間及位置坐標(biāo)。

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