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精英家教网如图所示矩形边界的匀强磁场中,两种不同的带电粒子A、B以相同的速度从MP边界上某点垂直边界射入磁场,其中A粒子垂直于PQ边界射出,B粒子从PQ边界射出时其速度方向与PQ成60°角,设A、B粒子在磁场中运动时间分别为t1、t2,则t1?t2
(  )
A、3?2B、2?3C、4?3D、3?4
分析:画出粒子在磁场中运动的轨迹,由几何知识求出轨迹的圆心角,从而判断运动时间.
解答:精英家教网解:粒子运动轨迹如图所示,
粒子从入射点到A做
1
4
圆周运动,圆心角为φ1=90°,
从B点射出的粒子的圆心角为φ2=60°,
设A的轨道半径为:R1
由图示可知:R2-R1=R2cos60°,
解得:R2=2R1
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径:R=
mv
qB

R1
R2
=
m1v
q1B
m2v
q2B
=
m1
q1
m2
q2
=
1
2

粒子在磁场中做圆周运动的周期:T=
2πm
qB

T1
T2
=
m1
q1B
m2
q2B
=
m1
q1
m2
q2
=
1
2

粒子在磁场中的运动时间:t=
φ
360°
T,
则两粒子在磁场中的运动时间:
t1
t2
=
90°
360°
T1
60°
360°
T2
=
90°
60°
×
1
2
=
3
4

故选:D.
点评:本题考查了粒子在磁场中的运动时间之比,求出粒子在磁场中做圆周运动转过的圆心角是真确解题的关键.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2007?广东)如图所示,光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距l,在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻,在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r、长度也刚好为l的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距d0.现用一个水平向右的力F拉棒ab,使它由静止开始运动,棒ab离开磁场前已做匀速直线运动,棒ab与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图,F0已知.求:
(1)棒ab离开磁场右边界时的速度;
(2)棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能;
(3)d0满足什么条件时,棒ab进入磁场后一直做匀速运动.

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如图所示,光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻,在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B、一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直置于导轨上,与磁场左边界相距d 0.现用一个水平向右的力F拉棒ab,使它由静止开始运动,棒ab离开磁场前已做匀速直线运动,棒ab与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图(乙)所示,F0已知.求:
(1)棒ab离开磁场右边界时的速度;
(2)棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻,在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距d0.现用一个水平向右的力F拉棒ab,使它由静止开始运动,棒ab离开磁场前已做匀速直线运动,棒ab与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图,F0已知.求:
(1)棒ab离开磁场右边界时的速度.
(2)棒ab通过磁场区域的过程中整个回路产生的焦耳热.
(3)试证明:棒ab通过磁场区域的过程中,通过电阻R的电量与拉力F的大小无关.

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科目:高中物理 来源:2011-2012学年江苏省徐州市高三考前练习物理试卷(解析版) 题型:计算题

如图所示,倾角θ的斜面上有四条间距均为d的水平虚线,在Ⅰ、Ⅱ区存在匀强磁场,大小均为B,方向垂直于斜面向下。矩形线框ABCD的质量为m,长为2d,宽为L,电阻为R。将其从图示位置静止释放(AB边位于Ⅰ区上边界),CD边到达Ⅱ区上边界时,线框刚好做匀速直线运动。不计一切摩擦,重力加速度为g。求:

AB通过磁场Ⅰ区的过程中,通过线圈的电荷量;

AB刚离开磁场Ⅰ区时的速率;

⑶线框通过两个磁场的过程中产生的电能。

 

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