15．如圖所示，寬度為d的雙邊界有界磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．一質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電粒子（不計(jì)重力）從MN邊界上的A點(diǎn)沿紙面垂直MN以初速度v0進(jìn)人磁場．已知該帶電粒子的比荷$\frac{q}{m}$=$\frac{{v}_{0}}{2Bd}$．其中A′為PQ上的一點(diǎn)，且AA′與PQ垂直．則下列判斷正確的是（　�。�
A．該帶電粒子進(jìn)入磁場后將向下偏轉(zhuǎn)
B．該帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑為2d
C．該帶電粒子打在PQ上的點(diǎn)與A′點(diǎn)的距離為$\sqrt{3}$d
D．該帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為$\frac{πd}{3{v}_{0}}$

分析 根據(jù)左手定則確定粒子的偏轉(zhuǎn)方向．根據(jù)半徑公式求出粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑，通過幾何關(guān)系求出帶電粒子打在PQ上的點(diǎn)與A′點(diǎn)的距離，根據(jù)圓心角，通過周期公式求出粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間．

解答 解：A、由左手定則知，該帶電粒子進(jìn)入磁場后將向上偏轉(zhuǎn)，故A錯誤．
B、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，靠洛倫茲力提供向心力$q{v}_{0}B=m\frac{{{v}_{0}}^{2}}{R}$，解得R=$\frac{m{v}_{0}}{qB}$，又因?yàn)閹щ娏Ｗ拥谋群?\frac{q}{m}$=$\frac{{v}_{0}}{2Bd}$，故有R=2d，故B正確．
C、由圖可知，通過幾何關(guān)系知，該帶電粒子打在PQ上的點(diǎn)與A′點(diǎn)的距離為s=$R（1-cos30°）=2d×（1-\frac{\sqrt{3}}{2}）$=$（2-\sqrt{3}）d$，故C錯誤．
D、由圖可知，該帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的圓心角為$θ=\frac{π}{6}$，所以粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間t=$\frac{2πm}{qB}×\frac{1}{12}=\frac{πd}{3{v}_{0}}$，故D正確．
故選：BD．

點(diǎn)評 本題考查了帶電粒子在磁場中的運(yùn)動，關(guān)鍵作出粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡，結(jié)合幾何關(guān)系，運(yùn)用半徑公式和周期公式進(jìn)行求解，難度不大．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．如圖所示，用半徑為0.4m的電動滾輪在長薄鐵板的上表面壓扎一道淺槽，薄鐵板的長為2.8m質(zhì)量為10kg．已知滾輪與鐵板、鐵板與工作臺面間的動摩擦因數(shù)分別為0.3和0.1．鐵板從一端放入工作臺的滾輪下，工作時(shí)滾輪對鐵板產(chǎn)生恒定的豎直向下的壓力，大小為100N，在滾輪的摩擦力作用下鐵板由靜止開始向前運(yùn)動并被壓扎出一道淺槽．已知滾輪轉(zhuǎn)動的角速度恒為5rad/s，g=10m/s2．
（1）通過分析計(jì)算，說明鐵板將如何運(yùn)動．
（2）加工一塊鐵板需要多少時(shí)間？
（3）加工一塊鐵板電動機(jī)要消耗多少電能（不考慮電動機(jī)自身的能耗）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．如圖所示，半徑R=0.4m的光滑圓弧軌道BC固定在豎直平面內(nèi)，軌道的上端點(diǎn)B和圓心O的連線與水平方向的夾角θ=30°，下端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn)，C點(diǎn)右側(cè)的光滑水平路面上緊挨C點(diǎn)放置一木板，木板質(zhì)量M=2kg，上表面點(diǎn)與C點(diǎn)等高，質(zhì)量m=0.1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從空中A點(diǎn)以v0=1m/s的速度水平拋出，恰好從B端沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，沿軌道滑行之后又滑上木板，當(dāng)木塊從木板右端滑出時(shí)的速度為v1=2m/s，已知物體與木板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5，取g=10m/s2，求
（1）小物塊經(jīng)過圓弧軌道上C點(diǎn)時(shí)對軌道壓力
（2）木板的長度．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．如圖所示，傾斜直軌道AB傾角30°，長度s1=1.8m，動摩擦因數(shù)μ1=$\frac{\sqrt{3}}{6}$，水平軌道BC、DE、FG均光滑，DE長為s2=1m，傾斜軌道與水平軌道在B處以光滑小圓弧平滑連接．小車質(zhì)量m2=4kg，長為L=0.8m，上表面動摩擦因數(shù)μ2=0.4，上表面與BC、FG軌道等高，當(dāng)小車與軌道EF端面相碰時(shí)立即停止運(yùn)動，開始小車緊靠軌道CD端面但與CD端面不連接．小滑塊m1可視為質(zhì)點(diǎn)，從傾斜軌道頂點(diǎn)A靜止釋放，g=10m/s2，求：
（1）小滑塊滑上小車前瞬間的速度大小；
（2）如小滑塊質(zhì)量m1=2kg，小滑塊滑離小車的速度大�。�
（3）如小滑塊質(zhì)量m1=1kg，小滑塊從釋放到滑離小車過程中損失的機(jī)械能△E．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中的第一象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域（圖中未畫出）；在第二象限內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E．一粒子源固定在x軸上的A（-L，0）點(diǎn)，沿y軸正方向釋放電子，電子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后能通過y軸上的C（0，2$\sqrt{3}$L）點(diǎn)，再經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后恰好垂直擊中ON，ON與x軸正方向成30°角．已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不考慮粒子的重力和粒子之間的相互作用，求：
（1）電子的釋放速度v的大�。�
（2）電子離開電場時(shí)的速度方向與y軸正方向的夾角θ；
（3）圓形磁場的最小半徑Rmin．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

20．如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)（圓心為O）有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于圓平面（未畫出）．一群具有相同比荷的負(fù)離子以相同的速率由P點(diǎn)在紙平面內(nèi)向不同方向射入磁場中，發(fā)生偏轉(zhuǎn)后又飛出磁場，若離子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑大于R，則下列說法中正確的是（不計(jì)離子的重力）（　�。�
A．從Q點(diǎn)飛出的離子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間最長
B．沿PQ方向射入的離子飛出時(shí)偏轉(zhuǎn)角最大
C．所有離子飛出磁場時(shí)的動能一定相等
D．在磁場中運(yùn)動時(shí)間最長的離子不可能經(jīng)過圓心O點(diǎn)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

7．如圖所示，以直角三角形AOC為邊界的垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，∠A=60°，AO=a．在O點(diǎn)放置一個(gè)粒子源，可以向各個(gè)方向發(fā)射某種帶負(fù)電粒子，粒子的比荷為$\frac{q}{m}$，發(fā)射速度大小都為v0，且滿足v0=$\frac{qBa}{m}$，發(fā)射方向由圖中的角度θ表示（0°≤θ≤90°）．對于粒子進(jìn)入磁場后的運(yùn)動（不計(jì)重力作用），下列說法正確的是（　　）
A．粒子在磁場中運(yùn)動最長時(shí)間為$\frac{πm}{3qB}$
B．以θ=60°飛入的粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間最短
C．以θ＜30°飛入的粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間都相等
D．在AC邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．有兩顆人造地球衛(wèi)星，都繞地球轉(zhuǎn)動，已知它們的軌道半徑之比r1：r2=4：1，求這兩顆衛(wèi)星的下列量？
（1）線速度比；
（2）角速度之比；
（3）向心加速度之比．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．如圖，平面直角坐標(biāo)系空間中有圖示方向的場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，Y軸為兩種場的分界面，圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界，現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子從電場中坐標(biāo)位置（-L，0）處，以初速度V0沿x軸正方向開始運(yùn)動，且已知$L=\frac{mV_0^2}{Eq}$（重力不計(jì)）．
試求：
（1）帶電粒子離開電場時(shí)的速度？
（2）若帶電粒子能返回電場，則此帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為多大？
（3）要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中，磁場的寬度d應(yīng)滿足什么條件？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案