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如图所示,在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子同时从边界上的O点沿与PQ成θ角的方向以相同的速度v射入磁场中,则关于正、负电子,下列说法不正确的是(  )
A.在磁场中的运动时间相同
B.在磁场中运动的轨道半径相同
C.出边界时两者的速度相同
D.出边界点到O点处的距离相等

A、粒子在磁场中运动周期为T=
2πm
qB
,则知两个离子圆周运动的周期相等.根据左手定则分析可知,正离子逆时针偏转,负离子顺时针偏转,重新回到边界时正离子的速度偏向角为2π-2θ,轨迹的圆心角也为2π-2θ,运动时间t1=
2π-2θ
T
;同理,负离子运动时间t2=
T
,显示时间不相等.故A错误;
B、由qvB=
mv2
r
得:r=
mv
qB
,由题q、v、B大小均相同,则r相同,故B正确;
C、根据几何知识可得,重新回到边界的位置与O点距离S=2rsinθ,r、θ相同,则S相同,故C正确;
D、正负离子在磁场中均做匀速圆周运动,速度沿轨迹的切线方向,根据圆的对称性可知,重新回到边界时速度大小与方向相同.故D正确.
本题要求选择不正确的,故选:A
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,在空间中存在垂直纸面向外,宽度为d的有界匀强磁场.一质量为m、带电荷量为q的粒子自下边界的P点处以速度v沿与下边界成θ=30°角的方向垂直射入磁场,恰能垂直于上边界射出,不计粒子重力,题中d、m、q、v均为已知量.则
(1)粒子带何种电荷?
(2)磁场磁感应强度为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,MN为两平行金属板,O、O为两金属板中心处正对的两个小孔,N板的右侧空间有磁感应强度大小均为B且方向相反的两匀强磁场区,图中N板与虚线CD、PQ为两磁场边界线,三条界线平行,两磁场区域的宽度分别为d和3d,沿边界线方向磁场区域足够大.在两金属板上加上大小可调节的直流电压,质量为m、电量为-q的带电粒子(重力不计);从O点由静止释放,经过MN板间的电场加速后,从O'沿垂直于磁场方向射入磁场,若粒子能穿过CD界并进入CD右侧磁场但不能穿过PQ界,最终打到N板而结束运动,试求:
(1)粒子要能穿过CD界并进入CD右侧磁场,MN板间的电压至少要大于多少;
(2)粒子不穿过PQ界,粒子从O射入磁场所允许的最大速率;
(3)最大速率射入磁场的粒子在磁场中运动的总时间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,竖直边界PQ左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,右侧有竖直向下的匀强电场,场强大小为E,C为边界上的一点,A与C在同一水平线上且相距为L,两相同的粒子以相同的速率分别从A、C两点同时射出,A点射出的粒子初速度沿AC方向,C点射出的粒子初速度斜向左下方与边界PQ成夹角q=
p
6
,A点射出的粒子从电场中运动到边界PQ时,两粒子刚好相遇.若粒子质量为m,电荷量为+q,重力不计,求:
(1)粒子初速度v0的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)相遇点到C点的距离.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在xoy坐标系第一象限内有一半径为R的半圆形匀强磁场,圆心为O′,在第二象限内有一平行板电容器,其下极板恰好与x轴重合,平行板右端与y轴相齐.已知平行板内存在相互正交的匀强电场和匀强磁场,电场的场强为E,磁场的磁感应强度为B.有一质量为m,带电量为q的带电粒子(其重力不计),沿平行于x轴的方向从P点射入电容器,且恰好作直线运动,后又进入第一象限的半圆形磁场,最后由O′点垂直x轴射出.求:
(1)带电粒子的速度v;
(2)半圆形磁场的磁感应强度B′.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,大量质量为m、电荷量为+q的粒子,从静止开始经极板A、B间加速后,沿中心线方向陆续进入平行极板C、D间的偏转电场,飞出偏转电场后进入右侧的有界匀强磁场,最后从磁场左边界飞出.已知A、B间电压为U0;极板C、D长为L,间距为d;磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,磁场的左边界与C、D右端相距L,且与中心线垂直.假设所有粒子都能飞出偏转电场,并进入右侧匀强磁场,不计粒子的重力及相互间的作用.则:
(1)求粒子在偏转电场中运动的时间t;
(2)求能使所有粒子均能进入匀强磁场区域的偏转电压的最大值U;
(3)接第(2)问,当偏转电压为
U
2
时,求粒子进出磁场位置之间的距离.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,水平放置的平行金属板A和D间的距离为d,金属板长为L=
3
d
,两板间所加电压为U,D板的右侧边缘恰好是倾斜挡板NM上的一个小孔K,NM与水平挡板NP成60°角,且挡板足够长,K与N间的距离为KN=a.现有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从A、D的中点O沿平行于金属板方向OO'以某一速度射入,不计粒子的重力.该粒子穿过金属板后恰好穿过小孔K:
(1)求该粒子从O点射入时的速度大小v0
(2)若两档板所夹的整个区域存在一垂直纸面向外的匀强磁场,粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上,求该磁场的磁感应强度的大小B0
(3)若磁场方向变为垂直纸面向里,且只存在于两档板所夹间的某一区域内,同样使该粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上(之前与挡板没有碰撞),求满足条件的磁感应强度的最小值Bmin

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,水平桌面处在竖直向下的匀强磁场中,桌面上平放着一只内壁光滑的玻璃试管,管的底部M处有一带电小球.在水平拉力F作用下,试管向右做匀速运动时,小球向管口N运动,则(  )
A.小球带负电
B.小球带正电
C.在小球未从管口出去前,拉力F逐渐变大
D.在小球未从管口出去前,拉力F保持不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,绝缘界线材料MN将平面分成I和II两个区域,两个区域存在与纸面垂直,磁感应强度相同的匀强磁场.一带电粒子仅在磁场力作用下运动,弧线apb为运动过程中的一段轨迹,其中弧aP与弧Pb的弧长之比为2:1,下列判断正确的是(  )
A.Ⅰ、Ⅱ两区域的磁场方向相反
B.粒子运动方向为a点到b点
C.粒子通过ap,pb两段弧的时间之比可能为2:1
D.通过ap,pb两段弧的圆心角大小之比可能为1:1

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