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如图8所示,带电粒子在真空环境中的匀强磁场里按图示径迹运动.径迹为互相衔接的两段半径不等的半圆弧,中间是一块薄金属片,粒子穿过时有动能损失.试判断粒子在上、下两段半圆径迹中哪段所需时间较长?(粒子重力不计)

图8

解析:首先根据洛伦兹力方向(指向圆心),磁场方向以及动能损耗情况,判定粒子带正电,沿abcde方向运动.

再求通过上、下两段圆弧所需时间:带电粒子在磁场中做匀速圆周运动f=f

Bqv0=ma=mωv0=mv0

回旋周期T=,T仅由磁感应强度B及粒子的比荷决定,与粒子速度v、回旋半径R无关.因此上、下两半圆弧粒子通过所需时间相等.动能的损耗导致粒子的速度减小,结果使得回旋半径按比例减小,周期并不改变.

答案:所需时间相等

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(2013·北京东城区高三联考,9题)如图8所示,直线MN是某电场中的一条电场线(方向未画出)。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下,由ab的运动轨迹,轨迹为一抛物线。下列判断正确的是

    A.电场线MN的方向一定是由N指向M

    B.带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小

    C.带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能

    D.带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度

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回旋加速器是获得高能带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图8所示.若要增大带电粒子从D形盒中射出时的动能,可采用的方法是(   )

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B.增大电场的加速电压
C.增大狭缝的距离
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A.增大磁场的磁感应强度

B.增大电场的加速电压

C.增大狭缝的距离

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如图8所示,带电粒子P所带的电荷量是带电粒子Q的3倍,它们以相等的速度v0从同一点出发,沿着跟电场强度垂直的方向射入匀强电场,分别打在MN点,若OMMN,则PQ的质量之比为(  )                                              

A.3∶4                             B.4∶3

C.3∶2                                                D.2∶3

图8

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