7.如圖所示,在一半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,ab為一直徑,在磁場(chǎng)的邊界上b點(diǎn)處放置一個(gè)粒子源,可以向磁場(chǎng)內(nèi)的各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)量均為m和電量均為q(q>0)的粒子,粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小均相同,發(fā)現(xiàn)圓形磁場(chǎng)邊界上有六分之一的區(qū)域有粒子射出.則下列說法正確的是( 。
A.進(jìn)入到磁場(chǎng)中的粒子的速度大小為$\frac{qBr}{m}$
B.進(jìn)入到磁場(chǎng)中的粒子的速度大小為$\frac{qBr}{2m}$
C.若將離子源發(fā)射的粒子速度變?yōu)樵瓉淼亩叮瑒t磁場(chǎng)邊界上有一半?yún)^(qū)域有粒子射出
D.若將離子源發(fā)射的粒子速度變?yōu)樵瓉淼亩,則磁場(chǎng)邊界上所有區(qū)域均有粒子射出

分析 離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,根據(jù)題意求出離子轉(zhuǎn)過的最大圓心角,然后應(yīng)用幾何知識(shí)求出離子的軌道半徑,再應(yīng)用牛頓第二定律求出離子的速度,然后答題.

解答 解:A、從b點(diǎn)射入的粒子與磁場(chǎng)邊界的最遠(yuǎn)交點(diǎn)為c,最遠(yuǎn)的點(diǎn)是軌跡上直徑與磁場(chǎng)邊界圓的交點(diǎn),相應(yīng)的弧長變?yōu)閳A周長的$\frac{1}{6}$,所以∠bOc=60°;
由幾何關(guān)系可知,粒子的軌道半徑:R=$\frac{1}{2}$r…①,
粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),侖茲力提供向心力,
由牛頓第二定律得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$…②
聯(lián)立①②解得:v=$\frac{qBr}{2m}$,故A錯(cuò)誤,B正確;
C、若將離子源發(fā)射的粒子速度變?yōu)樵瓉淼亩叮瑒t粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑:R′=$\frac{mv′}{qB}$=$\frac{2mv}{qB}$=2×$\frac{1}{2}$r=r,則粒子轉(zhuǎn)過的最大圓心角∠bOc=90°,離子射出的圓弧為圓形磁場(chǎng)區(qū)域的一半,即磁場(chǎng)邊界上有一半?yún)^(qū)域有粒子射出,即C正確,D錯(cuò)誤;
故選:B,C.

點(diǎn)評(píng) 帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一般有直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng);直線運(yùn)動(dòng)一般由動(dòng)力學(xué)公式求解,圓周運(yùn)動(dòng)由洛侖茲力充當(dāng)向心力,一般的曲線運(yùn)動(dòng)一般由動(dòng)能定理求解;本題關(guān)鍵畫出臨界軌跡.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.下列說法符合史實(shí)的是(  )
A.開普勒發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律
B.牛頓提出了日心說
C.卡文迪許第一次在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)出了萬有引力常量
D.哥白尼提出了地心說

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.測(cè)量兩只內(nèi)阻未知的電流表的內(nèi)阻,給出下列器材:
①電流表G1(10mA  內(nèi)阻100Ω左右) ②電流表G2 (5mA 內(nèi)阻150Ω左右)  ③定值電阻R1=100Ω     
④定值電阻R2=10Ω      ⑤滑動(dòng)變阻器R3(0-200Ω)     ⑥滑動(dòng)變阻器R4(0-10Ω)    
⑦干電池1.5V 內(nèi)阻未知        ⑧單刀單擲開關(guān)      ⑨單刀雙擲開關(guān)          ⑩導(dǎo)線若干

(1)在如圖1所示的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)圖.
(2)你要選擇的器材除①②⑦⑧⑨⑩外還應(yīng)選:③⑥ (寫出代號(hào)).
(3)在圖2中將實(shí)物儀器用導(dǎo)線按要求連接起來.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.如圖所示,O是波源,a、b、c、d是波傳播方向上四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置,且oa=ab=bc=cd,t1=0時(shí)各質(zhì)點(diǎn)均靜止在平衡位置,波源O開始沿y軸正方向做簡諧運(yùn)動(dòng),形成一列沿x軸正方向傳播的簡諧波.在t2=0.3s,波源O第一次到達(dá)負(fù)向最大位移處,簡諧波恰好傳到c點(diǎn).下列說法正確的是( 。
A.波的周期為1.2s
B.t2=0.3s,a質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)
C.t2=0.3s,b質(zhì)點(diǎn)的加速度達(dá)正向最大
D.當(dāng)d點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的起振方向沿y軸正方向

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

2.如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,長為l的絕緣輕桿可繞固定軸O在豎直面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),兩個(gè)小球A、B固定于桿的兩端,A、B的質(zhì)量分別為3m和5m,A帶負(fù)電,電量為q,B帶正電,電量也為q.若桿在水平位置,由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng),桿能轉(zhuǎn)過的最大角度為53°,則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=$\frac{2mg}{q}$;在轉(zhuǎn)動(dòng)過程,則AB兩球組成的系統(tǒng)的電勢(shì)能的改變量為0.8mgL.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.某同學(xué)想精確測(cè)得某一待測(cè)電阻Rx(阻值約為70Ω)的電阻值,實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:
A.電流表A1(量程100mA、內(nèi)阻r1=10Ω)
B.電流表A2(量程200mA、內(nèi)阻r2約為2Ω)
C.電流表A3(量程0.6A、內(nèi)阻r3約為O.2Ω)
D.定值電阻R0=30Ω
E.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值約為10Ω)
F.電源E(電動(dòng)勢(shì)為4V,內(nèi)阻可忽略)
G.開關(guān)S、導(dǎo)線若干

①該同學(xué)設(shè)計(jì)了一種實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示,為保證測(cè)量時(shí)電流表讀數(shù)不小于其量程的$\frac{1}{3}$,M處的電流表應(yīng)選用A;N處的電流表應(yīng)選用B.(填器材選項(xiàng)前的字母)
②若M、N電表的讀數(shù)分別為IM、IN,則Rx的計(jì)算式為Rx=$\frac{({I}_{N}-{I}_{M})}{{I}_{M}}{R}_{0}-{r}_{1}$.(用題中字母表示)
③請(qǐng)你僅用器材A、B、E、F、G,幫助該同學(xué)再設(shè)計(jì)一種精確測(cè)量該電阻的實(shí)驗(yàn)電路,將電路原理圖畫在圖2所示框內(nèi)(標(biāo)出元件符號(hào)).

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e-t圖象如圖,則( 。
A.t1、t3時(shí)刻線圈通過中性面時(shí)刻
B.t2、t4時(shí)刻線圈中磁通量最大
C.t1、t3時(shí)刻線圈中磁通量變化率最大
D.t2、t4時(shí)刻線圈平面與中性面垂直

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

16.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,10s內(nèi)沿半徑為20m的圓周運(yùn)動(dòng)了100m,則其線速度為10m/s,角速度為0.5rad/s,周期為12.56s,轉(zhuǎn)速為2r/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.豎直倒立的U形玻璃管一端封閉,另一端開口向下,如圖所示,用水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體,在保持溫度不變的情況下,假設(shè)在管子的D處鉆一小孔,則管內(nèi)被封閉的氣體壓強(qiáng)p和氣體體積V變化的情況為( 。
A.p、V都不變B.V增大,p減小C.V減小,p增大D.無法確定

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同步練習(xí)冊(cè)答案