精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
2.如图所示,在半径为R的圆形区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,O为圆心,ab为直径,c为圆上一点,∠aOc=60°.甲、乙两带电粒子质量相等、电荷量大小相同,分别从a、b两端点沿直径方向射向O点,两粒子都能从c点离开磁场,不计重力,则(  )
A.甲、乙两粒子离开磁场时的速度方向不同
B.甲、乙两粒子在磁场中运动的时间之比等于2:1
C.甲、乙两粒子在磁场中运动的速度之比等于1:2
D.甲、乙两粒子在磁场中运动的半径之比等于1:3

分析 根据几何关系取得半径及离开磁场的速度方向,然后由洛伦兹力做向心力求得运动速度和周期,进而得到运动时间.

解答 解:A、由图可知,甲转过的中心角为120°,乙转过的中心角为60°,那么甲、乙两粒子离开磁场时的速度方向相同,故A错误;
D、由图可知,甲的运动半径为:${r}_{甲}=Rtan30°=\frac{\sqrt{3}}{3}R$,乙的运动半径为:${r}_{乙}=Rtan60°=\sqrt{3}R$
故甲、乙两粒子在磁场中运动的半径之比等于1:3,故D正确;
C、带电粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力做向心力,即为:$Bvq=\frac{m{v}^{2}}{r}$解得:$v=\frac{Bqr}{m}$,那么,$\frac{{v}_{甲}}{{v}_{乙}}=\frac{{r}_{甲}}{{r}_{乙}}=\frac{1}{3}$,故C错误;
B、带电粒子在磁场中做圆周运动的周期为:$T=\frac{2πr}{v}=\frac{2πm}{Bq}$,故甲、乙两粒子在磁场中运动的时间之比$\frac{{t}_{甲}}{{t}_{乙}}=\frac{120°}{60°}=2$,故B正确;
故选:BD.

点评 带电粒子在磁场中的运动问题,一般由洛伦兹力做向心力求得半径的表达式,然后根据几何关系求得半径,再联立求解相关物理量.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:2016-2017学年江西省吉安市高二理上期中考物理试卷(解析版) 题型:选择题

如图所示,虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴,相交于O点,两个等量同种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上,下列说法中正确的是

A. A、B两处电势,场强均相同

B. C、D两处电势,场强均相同

C. 在虚线AB上O点的场强最小

D. 带负电的试探电荷在O处的电势能大于在C处的电势能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2016-2017学年湖北省高二上期中考物理试卷(解析版) 题型:计算题

如图甲所示,半径为a=0.4m的圆形区域内有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,平行金属导轨PQP′Q′与磁场边界相切于OO′,磁场与导轨平面垂直,导轨两侧分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R=2Ω,金属导轨的电阻忽略不计,则:

(1)若磁场随时间均匀增大,其变化率为ΔB/Δt=(4 /π)T/s,求流过L1电流的大小和方向;

(2)如图乙所示,若磁感强度恒为B=1.5T,一长为2a、电阻r=2Ω的均匀金属棒MN与导轨垂直放置且接触良好,现将棒以v0=5m/s的速率在导轨上向右匀速滑动,求棒通过磁场过程中的最大电流以及平均电动势.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2016-2017学年贵州省高二上期中考物理试卷(解析版) 题型:计算题

带电量为+3×10-6C的粒子先后经过电场中的A、B两点,克服电场力做功6×10-4J,已知B点电势为50V,则

(l)A、B间两点间的电势差UAB是多少?

(2)A点的电势是多少?

(3)电势能的变化△EP是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2016-2017学年贵州省高二上期中考物理试卷(解析版) 题型:选择题

如图所示为电场中的一条电场线,A、B为其上的两点,以下说法正确的是( )

A. EA与EB一定不等,一定不等

B. EA与EB可能相等,可能相等

C. EA与EB一定不等,可能相等

D. EA与EB可能相等,一定不等

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

7.如图所示,设匀强磁场的磁感应强度为0.10T,边长为40cm的正方形线框以5.0m/s的速度向左匀速运动,移出磁场,整个线框的电阻是0.50Ω.求:
(1)线框中产生的感应电动势的大小;
(2)线框中产生的感应电流的大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

14.电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示,利用这种装置可以把质量为m=2.0g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到6km/s,若这种装置的轨道宽为d=2m,长L=100m,电流I=10A,轨道摩擦不计,则下列有关轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场力的最大功率结果正确的是(  )
A.B=18 T,Pm=1.08×108 WB.B=0.6 T,Pm=7.2×104 W
C.B=0.6 T,Pm=3.6×106 WD.B=18 T,Pm=2.16×106 W

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:计算题

11.如图一直导体棒质量为m=1kg、长为L=0.1m、电阻为r=1Ω,其两端放在位于水平面内间距也为L=0.1m的足够长光滑平行导轨上,且接触良好;距棒左侧L0=0.1m处两导轨之间连接一阻值大小可控制的负载电阻R,导轨置于磁感应强度大小为B0=1×102T,方向垂直于导轨所在平面向下的均强磁场中,导轨电阻不计,开始时,给导体棒一个平行于导轨向右的初速度v0=10m/s.
(1)若负载电阻R=9Ω,求导体棒获得初速度v0的瞬间产生的加速度大小和方向;
(2)若要导体棒在磁场中保持速度v0=10m/s做匀速运动,则磁场的磁感应强度B随时间应如何变化;写出磁感应强度B满足的函数表达式.
(3)若通过控制负载电阻R的阻值使棒中保持恒定的电流强度I=10A.求在棒的运动速度由10m/s减小至2m/s的过程中流过负载电阻R的电量q以及R上产生的热量QR

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:实验题

12.在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器量得1mL上述溶液中有液滴50滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标中正方形小方格的边长为20mm.则:
①油酸膜的面积是2.4×10-2m2(保留两位有效数字)
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是1.2×10-11m3(保留两位有效数字)
③根据上述数据,估测出油酸分子的直径是5×10-10m(保留一位有效数字)

查看答案和解析>>

同步练习册答案