17.如圖所示,甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同、帶等量異種電荷的帶電粒子,以不同的速率經(jīng)小孔P垂直磁場(chǎng)邊界MN,進(jìn)入方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),并垂直磁場(chǎng)邊界MN射出磁場(chǎng),半圓軌跡如圖中虛線所示.不計(jì)重力空氣阻力,則下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.甲帶負(fù)電荷,乙?guī)д姾?/td>
B.洛倫茲力對(duì)甲乙不做正功
C.甲的速率大于乙的速率
D.甲在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于乙在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

分析 本題關(guān)鍵是明確粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,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)牛頓第二定律列式分析軌道半徑和公轉(zhuǎn)周期,根據(jù)左手定則判斷洛倫茲力方向

解答 解:A、在P點(diǎn),速度向下,磁場(chǎng)向外,甲受向左的洛倫茲力,根據(jù)左手定則,甲帶正電荷;
同理,在P點(diǎn),乙受向右的洛倫茲力,速度向下,磁場(chǎng)向外,根據(jù)左手定則,乙?guī)ж?fù)電荷;故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)左手定則,洛倫茲力與速度垂直,故洛倫茲力永不做功,故B錯(cuò)誤;
C、粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律,有:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$,故R=$\frac{mv}{qB}$,由于q、m、B均相同,甲的軌道半徑大,說(shuō)明甲的速度也大,故C正確;
D、周期T=$\frac{2πR}{v}$=$\frac{2πm}{qB}$,由于t=$\frac{1}{2}$T,故t=$\frac{πm}{qB}$;由于q、m、B均相同,故時(shí)間相等,故D錯(cuò)誤;
故選:C.

點(diǎn)評(píng) 本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的推論公式R=$\frac{mv}{qB}$,T=$\frac{2πR}{v}$=$\frac{2πm}{qB}$,的簡(jiǎn)單運(yùn)用,同時(shí)要結(jié)合左手定則分析,基礎(chǔ)題目.要注意負(fù)電荷受到的洛倫茲力的方向和正電荷受到的洛倫茲力的方向相反.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

7.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,這一過(guò)程在V-T圖中表示如圖所示,則下述結(jié)論錯(cuò)誤的是( 。
A.在過(guò)程AB中,氣體壓強(qiáng)不斷變大B.在過(guò)程BC中,氣體密度不斷變大
C.在過(guò)程AB中,氣體對(duì)外界做功D.在過(guò)程BC中,外界對(duì)氣體做功

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.質(zhì)量為0.5kg的物體在水平面上以一定的初速度運(yùn)動(dòng),如圖a、b分別表示物體不受拉力和受到水平拉力作用的v-t圖象,則拉力與摩擦力大小之比為( 。
A.1:2B.2:1C.3:1D.3:2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

5.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.已知阿伏加德羅常數(shù)、氣體摩爾質(zhì)量和密度,可算出該氣體分子間的平均距離
B.布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中的固體顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C.給自行車輪胎打氣時(shí),打到后面很難打,是因?yàn)闅怏w分子間存在斥力的緣固
D.物質(zhì)是晶體還是非晶體,比較可靠的辦法是從各向異性或各向同性來(lái)判斷
E.熱力學(xué)第二定律也叫做熵增加原理

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

12.利用如圖1所示裝置可以做力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)

①以下說(shuō)法正確的是AC.
A.利用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí),無(wú)須消除小車和木板間的摩擦阻力的影響
B.利用此裝置探究“小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí),只須畫(huà)出的a-M關(guān)系圖象,就可確定加速度與質(zhì)量的關(guān)系
C.利用此裝置探究“功與速度變化的關(guān)系”時(shí),應(yīng)將木板帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高,這樣做的目的是利用小車重力沿斜面分力補(bǔ)償小車運(yùn)動(dòng)中所受阻力的影響
D.利用此裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”時(shí),必須使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及砝碼的總質(zhì)量,否則會(huì)產(chǎn)生較大的系統(tǒng)誤差
②在利用此裝置“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí),若以小車上放置的砝碼的總質(zhì)量m0為橫坐標(biāo),以加速度的倒數(shù)$\frac{1}{a}$為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上做出$\frac{1}{a}$-m0關(guān)系圖線,圖2為按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖,所有物理量均采用國(guó)際單位,已知圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立,則小車受到的拉力為$\frac{1}{k}$,小車的質(zhì)量為$\frac{k}$.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

2.某實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)用頻率為ν的光照射光電管陰極時(shí),發(fā)生了光電效應(yīng),下列操作的說(shuō)法正確的是( 。
A.增大入射光的強(qiáng)度,光電流增大
B.減小入射光的強(qiáng)度,光電效應(yīng)現(xiàn)象消失
C.改用頻率小于ν的光照射,一定不發(fā)生光電效應(yīng)
D.改用頻率大于ν的光照射,光電子的最大初動(dòng)能變大
E.此時(shí)如果加的是反向電壓增大,則電流可能為零

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

9.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.自然界中進(jìn)行的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具是可逆的
B.若氣體的溫度逐漸升高,其壓強(qiáng)可以保持不變
C.溫度相同的氫氣和氧氣,氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同
D.只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù),就可以算出氣體分子的體積

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

6.用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng),得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖.則這兩種光(  )
A.a光的頻率更大
B.在增大電壓U時(shí),光電流一定都會(huì)增大
C.照射該光電管時(shí)a光單位時(shí)間發(fā)生的光電子數(shù)多
D.照射該光電管時(shí)b光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

10.一名同學(xué)想測(cè)量U形磁鐵中N、S極之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,實(shí)驗(yàn)中假設(shè)該磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),方案設(shè)計(jì)如下:
將兩條間距為d、電阻可忽略不計(jì)的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌固定在傾斜的木板上,在導(dǎo)軌一端用導(dǎo)線接入一定值電阻R,將一橫截面為方形的長(zhǎng)度略大于d的金屬細(xì)桿與紙帶相連,垂直放在導(dǎo)軌上,金屬細(xì)桿質(zhì)量為m,電阻為r;紙帶另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,導(dǎo)軌中間有幾個(gè)完全相同的緊挨在一起的U形磁鐵(未在圖1畫(huà)出),形成可認(rèn)為僅分布在MN和PQ之間的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上,裝置如圖1所示.

接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,然后由靜止釋放金屬細(xì)桿,金屬細(xì)桿帶動(dòng)紙帶沿導(dǎo)軌下滑,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,在紙帶上打下一系列的點(diǎn),如圖2紙帶上A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出,其中紙帶上AB=1.81cm、BC=4.80cm、CD=7.80cm、DE=10.81cm、EF=13.06cm、FG=13.81cm、GH=13.80cm、HI=13.80cm、IJ=14.56cm、JK=17.55cm.
(1)分析紙帶可推知,金屬桿在沿導(dǎo)軌下滑的過(guò)程中,未進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為a=3.0m/s2,經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度大小為v=1.4m/s.(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(2)若金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度為a,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為v,則實(shí)驗(yàn)測(cè)得U形磁鐵中N、S極之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的表達(dá)式為B=$\sqrt{\frac{ma(R+r)}{{vd}^{2}}}$(用題中所給字母表示).

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