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如右图所示为圆柱形区域的横截面,在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场.带电粒子(不计重力)第一次以速度沿截面直径入射,粒子飞入磁场区域时,速度方向偏转60°角;该带电粒子第二次以速度从同一点沿同一方向入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转90°角.则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的(  )
A.半径之比为B.速度之比为
C.时间之比为2∶3D.时间之比为3∶2
C

试题分析:设磁场半径为R,
当第一次以速度沿截面直径入射时,根据几何知识可得:,即
当第二次以速度沿截面直径入射时,根据几何知识可得:,所以,A错误
两次情况下都是同一个带电粒子在相等的磁感应强度下运动的,所以根据公式,可得,B错误
因为周期,与速度无关,所以运动时间比为,C正确,D错误
故选C
点评:带电粒子仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,洛伦兹力只改变速度的方向不改变速度的大小,洛伦兹力对粒子也不做功.同时当粒子沿半径方向入射,则也一定沿着半径方向出射.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在边长为L的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,有一带正电的电荷,从D点以v0的速度沿DB方向射入磁场,恰好从A点射出,已知电荷的质量为m,带电量为q,不计电荷的重力,则下列说法正确的是
A.匀强磁场的磁感应强度为  
B.电荷在磁场中运动的时间为
C.若电荷从CD边界射出,随着入射速度的减小,电荷在磁场中运动的时间会减小
D.若电荷的入射速度变为2v0,则粒子会从AB中点射出

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射,如图所示。这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是(    )
A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同
B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同
C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同
D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

匀强磁场的边界为直角三角形ABC,一束带正电的粒子以不同的速率沿AB从A处射入磁场,不计粒子的重力。则 (  )
A.从BC边射出的粒子场中运动时间相等
B.从AC边射出的粒子场中运动时间相等
C.从BC边射出的粒子越靠近C,场中运动时间越长
D.从AC边射出的粒子越靠近C,场中运动时间越长

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图所示,在以等边三角形abc为边界的区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B=1T,磁场方向垂直于abc平面向里。其中等边三角形边长L=m,P、Q分别是ac、bc的中点。一带正电的粒子(不计重力)从ab边中点O沿Oc方向以速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,从c点射出。

(1)求电场强度的大小和方向;
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经过t=0.5s恰好从区域的边界中点Q射出。求粒子比荷q/m的大小;
(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点同方向射入,且恰好也从区域的边界另一中点P射出,求粒子速度v的大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,虚线框内为一长方形区域,内有匀强磁场,一束质子以不同的速度从O点垂直磁场方向射入后,分别从a、b、c、d四点射出.比较它们在磁场的运动时间是(    )
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示真空中在直线DC与EF间宽为d的区域内有强度为B的匀强磁场方向如图,质量m带电+q的粒子以与DC成θ角的速度v0垂直射入磁场中。

求(1)要使粒子只能从DC射出,则初速度v0应满足什么条件?
(2)从DC边飞出的粒子飞行的时间是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

有一圆形边界的匀强磁场区域,一束质子流以不同的速率,由圆周上的同一点,沿半径方向射入磁场,如图所示,质子在磁场中  (  )                                                

A.路程长的运动时间长       B.速率小的运动时间短
C.偏转角度大的运动时间长    D.运动的时间有可能无限长

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

水平直线MN上方有垂直纸面向外的足够大的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,正、负电子同时从MN边界O点以与MN成300角的相同速度v射入该磁场区域(电子质量为m,电量为e) 经一段时间后从边界MN射出。求:   
(1)它们从磁场中射出时,出射点间的距离;(画出电子运动的轨迹图)
(2)它们从磁场中射出的时间差。

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