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如右图所示,在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点P垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为q、质量为m、速度为v的粒子,不考虑粒子间的相互作用力,关于这些粒子的运动以下说法正确的是(  )

A.只要对着圆心入射,出射后均可垂直打在MN上
B.对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线不一定过圆心
C.对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中通过的弧长越长,时间也越长
D.只要速度满足,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上

D

解析试题分析:对着圆心入射的粒子,出射后不一定垂直打在MN上,与粒子的速度有关.故A错误.带电粒子的运动轨迹是圆弧,根据几何知识可知,对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线也一定过圆心.故B错误.对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中轨迹半径越大,弧长越长,轨迹对应的圆心角越小,由知,运动时间t越小.故C错误.速度满足时,粒子的轨迹半径为,则轨迹的圆心角为90°,速度的偏向角也等于90°,故沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上.故D正确.
故选D
考点:带电粒子在匀强磁场中的运动;
点评:本题要抓住粒子是圆弧,磁场的边界也是圆弧,利用几何知识分析出射速度与入射速度方向的关系,确定出轨迹的圆心角,分析运动时间的关系.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

(16分)如图,直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场,电场强度E大小未知;MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B。今从MN上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45°角的带正电粒子,该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R。若该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN,而第五次经过直线MN时恰好又通过O点。不计粒子的重力。求:

⑴电场强度的大小;
⑵该粒子再次从O点进入磁场后,运动轨道的半径;
⑶该粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间。

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是

A.该束带电粒子带正电 
B.速度选择器的P1极板带负电 
C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于EB1 
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0,粒子的比荷越大 

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

右图是科学史上一张著名的实验照片,显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹.云室放置在匀强磁场中,磁场方向垂直照片向里.云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用.分析此径迹可知粒子(  )

A.带正电,由下往上运动 
B.带正电,由上往下运动
C.带负电,由上往下运动
D.带负电,由下往上运动

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如下图所示,矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场,有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场,在纸面内做匀速圆周运动,运动轨迹为相应的圆弧,这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示.

粒子编号
质量
电荷量(q>0)
速度大小
1
m
2q
v
2
2m
2q
2v
3
3m
-3q
3v
4
2m
2q
3v
5
2m
q
v
由以上信息可知,从图中abc处进入的粒子对应表中的编号分别为(  )
A.3、5、4                           B.4、2、5
C.5、3、2                           D.2、4、5

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

将长为1 m的导线ac从中点b折成如图所示的形状,放入B=0.08 T的匀强磁场中,abc平面与磁场垂直.若在导线abc中通入25 A的直流电,则整个导线所受安培力大小为________ N.

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流,这些微观粒子是 _____.若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向外的磁场,阴极射线将_____(填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”)偏转。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如右上图,在xOy平面第一象限整个区域分布一匀强电场,电场方向平行y轴向下.在第四象限内存在一有界匀强磁场,左边界为y轴,右边界为的直线,磁场方向垂直纸面向外.一质量为m、带电荷量为+q的粒子从y轴上P点以初速度v0垂直y轴射人匀强电场,在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成450角进入匀强磁场.已知OQ=l,不计粒子重力.求:
(1)粒子到达Q点的速度vQ为多大?
(2)P点的纵坐标是多少?
(3)若该粒子在磁场中运动时刚好不会穿过y轴,求磁感应强度B的大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)如图所示,真空中以为圆心,半径r=0.1m的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场,圆形区域的最下端与xoy坐标系的x轴相切于坐标原点O,圆形区域的右端与平行y轴的虚线MN相切,在虚线MN右侧x轴的上方足够大的范围内有方向水平向左的匀强电场,电场强度E=1.0×105 N/C。现从坐标原点O沿xoy平面在y轴两侧各30°角的范围内发射速率均为v0=1.0×106m/s的带正电粒子,粒子在磁场中的偏转半径也为r=0.1m,已知粒子的比荷,不计粒子的重力、粒子对电磁场的影响及粒子间的相互作用力,求:

(1)磁场的磁感应强度B的大小;
(2)沿y轴正方向射入磁场的粒子,在磁场和电场中运动的总时间;
(3)若将匀强电场的方向改为竖直向下,其它条件不变,则粒子达到x轴的最远位置与最近位置的横坐标之差。

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