3.如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場,三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c,以不同速率對準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場,其運動軌跡如圖.若帶電粒子只受磁場力作用,則下列說法正確的是(  )
A.a粒子動能最大
B.c粒子速率最大
C.a粒子在磁場中運動時間最長
D.它們做圓周運動的周期關(guān)系有Ta<Tb<Tc

分析 質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子,以不同的速率垂直進(jìn)入勻強磁場中做圓周運動半徑的不同,導(dǎo)致運動軌跡也不同,運動軌跡對應(yīng)的半徑越大,則粒子的速率也越大,動能越大.它們的運動周期均相同,運動時間可由軌跡對應(yīng)的圓心角來決定.

解答 解:AB、粒子在磁場中做勻速圓周運動時,由洛倫茲力提供向心力,根據(jù)qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,可得:r=$\frac{mv}{qB}$.可知三個帶電粒子的質(zhì)量、電荷量相同,在同一個磁場中,當(dāng)速度越大時、軌道半徑越大,則由圖知,a粒子的軌跡半徑最小,則其速率最小,動能最。甤粒子的軌跡半徑最大,速率最大,則c粒子動能最大.故A錯誤,B正確.
C、粒子圓周運動的周期為T=$\frac{2πm}{qB}$,m、q相同,則T相同.粒子在磁場中運動的時間 t=$\frac{θ}{2π}$T,θ是軌跡所對應(yīng)的圓心角,而軌跡對應(yīng)的圓心角等于粒子速度的偏向角,由圖知a在磁場中運動的偏轉(zhuǎn)角最大,軌跡對應(yīng)的圓心角最大,運動的時間最長,故C正確,D錯誤.
故選:BC.

點評 帶電粒子在磁場、質(zhì)量及電量相同情況下,運動的半徑與速率成正比,從而根據(jù)運動半徑來確定速率的大。贿\動的周期均相同的情況下,可根據(jù)圓弧的對應(yīng)圓心角來確定運動時間的長短.

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13.如圖,空間某區(qū)域存在寬度為5d=0.4m豎直向下的勻強電場,電場強度為0.1V/m,在電場中還存在3個磁感應(yīng)強度方向垂垂直向里的勻強磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度為0.1T,一帶負(fù)電小球從離磁場1上邊界h=0.2m的A處自由下落,帶電小球在這個有電場和磁場的區(qū)域運動.已知磁場寬度為d=0.08m,兩個磁場相距也為d,帶電小球質(zhì)量為m=10-5kg,小球帶有的電荷量為q=-10-3C.求:
(1)小球剛進(jìn)入電場磁場區(qū)域時的速度;
(2)小球第一次離開磁場1時的速度及穿過磁場1、磁場2所用的總時間;
(3)帶電小球能回到與A同一高度處嗎?如不能回到同一高度.請你通過計算加以說明;如能夠回到同一高度,則請求出從A處出發(fā)開始計時到回到同一高度的最少時間.(假設(shè)磁場電場區(qū)域足夠長,g=10m/s2,$\sqrt{0.84}$=0.92)

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14.人造地球衛(wèi)星的軌道半徑越大,則(  )
A.加速度越大,周期越大B.角速度越小,周期越小
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11.如圖是一位拳擊手擊碎木板時拳頭的v-t圖象,根據(jù)圖象估算前5×10-3s內(nèi)拳頭的位移是0.048 m.

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18.如圖所示,半徑為R的圓形導(dǎo)線環(huán)勻速穿過半徑也為R的圓形勻強磁場區(qū)域,規(guī)定逆時針方向的感應(yīng)電流為正.導(dǎo)線環(huán)中感應(yīng)電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖所示,其中最符合實際的是( 。
A.B.C.D.

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8.一艘船的船頭始終正對河岸方向行駛,如圖所示.已知:船在靜水中行駛的速度為v1,水流速度為v2,河寬為d.則下列判斷正確的是( 。
A.船渡河時間為$\fracwicaega{{v}_{1}}$
B.船渡河時間為$\frac4iciuiu{\sqrt{{{v}_{1}}^{2}+{{v}_{2}}^{2}}}$
C.船渡河過程被沖到下游的距離為$\frac{{v}_{2}}{{v}_{1}}$•d
D.船渡河過程被沖到下游的距離為$\fracqksmga4{\sqrt{{{v}_{1}}^{2}+{{v}_{2}}^{2}}}$•v2

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15.如圖所示,間距為L,電阻不計的足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌左端用一阻值為R的電阻連接,導(dǎo)軌上橫跨一根質(zhì)量為m,電阻也為R的金屬棒,金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好.整個裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,現(xiàn)使金屬棒以初速度v0沿導(dǎo)軌向右運動,若金屬棒在整個運動過程中通過的電荷量為q.下列說法正確的是( 。
A.金屬棒在導(dǎo)軌上做勻減速運動
B.整個過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{m{{v}_{0}}^{2}}{2}$
C.整個過程中金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移為$\frac{2qR}{BL}$
D.整個過程中金屬棒克服安培力做功為$\frac{m{{v}_{0}}^{2}}{2}$

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12.如圖甲所示,質(zhì)量m=1kg的小球放在光滑水平面上,在分界線MN的左方始終受到水平恒力F1的作用,在MN的右方除受F1外還受到與F1在同一條直線上的水平恒力F2的作用.小球從A點由靜止開始運動,在0-5s內(nèi)運動的v-t圖象如圖乙所示,由圖可知( 。
A.F1與F2的比值大小為3:5
B.t=2.5 s時,小球經(jīng)過分界線MN
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D.t=2.0s時,恒力F2的功率P=20 W

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13.三個原子核X、Y、Z,X核放出一個正電子后變?yōu)閅核,Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成Z核并放出一個氦核,則下面說法正確的是( 。
A.X核比Z核多一個質(zhì)子B.X核比Z核少一個中子
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