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在匀强磁场中置一均匀金属薄片,有一个带电粒子在该磁场中按如图所示轨迹运动.由于粒子穿过金属片时有动能损失,在MN上、下方的轨道半径之比为10:9,不计粒子的重力及空气的阻力,下列判断中正确的是(  )
A.粒子带正电
B.粒子沿abcde方向运动
C.粒子通过上方圆弧比通过下方圆弧时间长
D.粒子恰能穿过金属片10次

A、粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=m
v2
r
,则粒子的轨道半径:r=
mv
Bq

由r=
mv
Bq
可知,r与带电粒子的运动速度成正比.显然半径大的圆周是穿过金属片前的带电粒子的运动轨迹,半径小的圆周是穿过金属片后的带电粒子的运动轨迹,所以粒子沿edcba方向运动,由左手定则可知,带电粒子带正电,故A正确,B错误;
C、粒子做圆周运动的周期T=
2πm
qB
,由周期公式可知,带电粒子在磁场中的运动周期与运动速度无关,故C错误;
D、半径之比为10:9,由r=
mv
Bq
可知,粒子的速度之比为10:9,由动能定理可得,粒子能穿过金属片的次数为:n=
100
19
,故D错误;
故选:A.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线,且导线中电流方向水平向右,则阴极射线将会(  )
A.向上偏转B.向下偏转C.向纸内偏转D.向纸外偏转

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场,并恰好做匀速直线运动,如图所示,若油滴的质量为m,磁感应强度大小为B,则下列说法正确的是(  )
A.油滴必带正电荷,电荷量为
2mg
v0B
B.油滴必带负电荷,比荷
q
m
=
g
v0B
C.油滴必带正电荷,电荷量为
mg
v0B
D.油滴带什么电荷都可以,只要满足q=
mg
v0B

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,装置中,区域Ⅰ中有竖直向上的匀强电场,电场强度为E,区域Ⅱ内有垂直纸面向外的水平匀强磁场,磁感应强度为B.区域Ⅲ中有垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度为2B.一质量为m、带电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场,经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场,并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强磁场中.求:
(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径
(2)O、M间的距离
(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一有界匀强磁场区域如图甲所示,质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L,线圈一半在磁场内,一半在磁场外,磁感应强度为B0,t=0时刻磁场开始均匀减小,线圈中产生感应电流,在磁场力作用下运动,v-t图象如图乙,图中斜向虚线为过O点速度图线的切线,数据由图中给出,不考虑重力影响,则磁场磁感应强度的变化率
△B
△t
等于(  )
A.
mv0R
B0t1L3
B.
mv0R
2B0t1L2
C.
mv0R
B20
t1L3
D.
2mv0R
B0t1L3

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子,当磁感应强度突然增大为2B时,这个带电粒子(  )
A.速率加倍,周期减半
B.速率不变,轨道半径减半
C.速率不变,周期加倍
D.速率减半,轨道半径不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两平行金属板间距为d,电势差为U,板间电场可视为匀强电场;金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场.带电量为+q、质量为m的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动.忽略重力的影响,求:
(1)匀强电场场强E的大小;
(2)粒子从电场射出时速度ν的大小;
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在直角坐标系xOy内,有一质量为m,电量为+q的电荷从原点O点沿y轴正方向以初速度v0出发,电荷重力不计,现要求电荷能通过P点(a,-b),|a|>|b|,速度的大小不变.为了满足上述要求,需在电荷运动的空间范围内加上一个垂直于纸面的匀强磁场,试设计三种不同强度和空间区域的磁场以满足题中的要求.(说明:粒子过P点时速度的方向可以是任意的,但在xoy平面内)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

在平面直角坐标系的第一象限内存在一有界匀强磁场,该磁场的磁感应强度大小为B=0.1T,方向垂直于xOy平面向里,在坐标原点O处有一正离子放射源,放射出的正离子的比荷都为
q
m
=1×106C/kg,且速度方向与磁场方向垂直.若各离子间的相互作用和离子的重力都可以忽略不计.
(1)如图甲所示,若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁场,∠OAC=30°,AO边的长度l=0.3m,正离子从O点沿x轴正方向以某一速度射入,要使离子恰好能从AC边射出,求离子的速度大小及离子在磁场中运动的时间.
(2)如图乙所示,若第一象限存在一未知位置的有界匀强磁场,正离子放射源放射出不同速度的离子,所有正离子入射磁场的方向均沿x轴正方向,且最大速度vm=4.0×104m/s,为保证所有离子离开磁场的时候,速度方向都沿y轴正方向,试求磁场的最小面积,并在图乙中画出它的形状.

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