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两个带电粒子M和N,经小孔S垂直进入同一匀强磁场,运行的平面轨迹如图中虚线所示,下列表述正确的是(  )
A.M带负电,N带正电
B.M的速率一定大于N的速率
C.M的质量一定大于N的质量
D.M的运行时间可能等于N的运行时间

A、进入磁场时,M粒子所受的洛伦兹力方向向右,N的洛伦兹力方向向左,由左手定则判断出M带负电,N带正电,故A正确;
B、粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力,则有 qvB=m
v2
r
,轨迹半径为:r=
mv
qB

由图看出,M的轨迹半径较大,若两个粒子的速率相等,则知,M粒子的比荷
q
m
较小,但不能判断它们电量和质量的大小;
q
m
相等,则M的速率比较大.由于以上两项都不确定,故不能判定它们之间的大小关系.故B、C错误;
D:粒子在磁场中运动半周,即时间为周期的一半.两个粒子的周期公式为T=
2πr
v
=
2πm
qB
,由于两个粒子的比荷
q
m
关系未知,周期关系未知,故M的运行时间可能等于N的运行时间,故D正确.
故选:AD
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中.金属板长L,两板间距d.求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度v0是多大?
(2)若微粒射出偏转电场时的偏转角为θ,并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区.则两金属板间的电压U2是多大?
(3)若该匀强磁场的宽度为D,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度至少多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图a所示,与水平方向成37°角的直线MN下方有与MN垂直向上的匀强电场,现将一重力不计、比荷
q
m
=106c/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过
π
15
×10-5s后,电荷以v0=1.5×l04m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化(图b中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻).求:
(1)匀强电场的电场强度E;
(2)图b中t=
5
×10-5s时刻电荷与第一次通过MN的位置相距多远;
(3)如果电荷第一次通过MN的位置到N点的距离d=68cm,在N点上方且垂直MN放置足够大的挡板.求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在y轴上A点沿平行x轴正方向以v0发射一个带正电的粒子,在该方向上距A点3R处的B点为圆心存在一个半径为R的圆形有界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,当粒子通过磁场后打到x轴上的C点,且速度方向与x轴正向成60°角斜向下,已知带电粒子的电量为q,质量为m,粒子的重力忽略不计,O点到A点的距离为2
3
R.求:
(1)该磁场的磁感应强度B的大小
(2)若撤掉磁场,在该平面内加上一个与y轴平行的有界匀强电场,粒子仍按原方向入射,当粒子进入电场后一直在电场力的作用下打到x轴上的C点且速度方向仍与x轴正向成60°角斜向下,则该电场的左边界与y轴的距离为多少?
(3)若撤掉电场,在该平面内加上一个与(1)问磁感应强度大小相同的矩形有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,粒子仍按原方向入射,通过该磁场后打到x轴上的C点且速度方向仍与x轴正向成60°角斜向下,则所加矩形磁场的最小面积为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图甲所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,场强E=
π
10
×104N/C.现将一重力不计、比荷
q
m
=106C/kg的正电荷从电场中的O点由静止释放,经过t0=1×10-5s后,通过MN上的P点进入其上方的匀强磁场.磁场方向垂直于纸面向外,以电荷第一次通过MN时开始计时,磁感应强度按图乙所示规律周期性变化.
(1)求电荷进入磁场时的速度v0
(2)求图乙中t=2×10-5s时刻电荷与P点的距离;
(3)如果在P点右方d=105cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

图中左边有一对平行金属板,两板相距为d,电压为U,两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里.图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域,区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里.一质量为m的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径EF方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的G点射出.已知弧
FG
所对应的圆心角为θ,不计重力.
求:(1)离子速度v的大小;
(2)离子的电量q等于?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

一足够长的矩形区域abcd内有磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形区域的左边界ad宽为L,现从ad中点O垂直于磁场射入一带电粒子,速度大小为v0,方向与ad边夹角为θ=30°,如图所示.已知粒子的电荷量为q,质量为m(重力忽略不计).
(1)若粒子带负电,且恰好能从d点射出磁场,求v0的大小;
(2)若粒子带正电,使粒子能从ab边射出磁场,求v0的取值范围,以及此范围内粒子在磁场中运动时间t的范围.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在半径R=
mv0
Bq
的圆形区域内有水平向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,圆形区域右侧有一竖直感光板,一带正电粒子从圆弧顶点P以速率v0平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m、电荷量为q,粒子重力不计.
(1)若粒子对准圆心射入,则它在磁场中运动的时间为多少?
(2)若粒子对准圆心射入,且速率变为
3
v0,则它打到感光板上时平行于感光板方向的速度分量为多少?
(3)若粒子以速度v0从P点以任意角度入射,试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

(h011?海淀区二模)如图是电子射线管示意图.接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏1会看到一条亮线.要使荧光屏1的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是(  )
A.加一电场,电场方向沿y轴正方向
B.加一电场,电场方向沿y轴负方向
C.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向
D.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向

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