精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
14.如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场,经过△t时间从C点射出磁场,OC与OB成60°角,现将带点粒子的速度变为$\frac{v}{3}$,仍从A点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为(  )
A.3△tB.$\frac{1}{2}$△tC.2△tD.$\frac{1}{3}$△t

分析 粒子在匀强磁场做匀速圆周运动,运动周期T=$\frac{2πm}{qB}$,与粒子速度大小无关,可见,要计算粒子在磁场中运动的时间,只要求得它在磁场中运动轨迹对应的圆心角,就可得到所用的时间.

解答 解:设圆形磁场区域的半径是R,
以速度v射入时,半径r1=$\frac{mv}{qB}$,
根据几何关系可知,$\frac{{r}_{1}}{R}$=tan60°,所以r1=$\sqrt{3}R$;
运动时间△t=$\frac{60°}{360°}$T=$\frac{1}{6}T$;
以速度$\frac{v}{3}$射入时,半径r2=$\frac{m•\frac{v}{3}}{qB}$=$\frac{1}{3}{r}_{1}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}R$
设第二次射入时的圆心角为θ,根据几何关系可知:
tan$\frac{θ}{2}$=$\frac{R}{{r}_{2}}$=$\sqrt{3}$
所以 θ=120°
则第二次运动的时间为:t=′$\frac{θ}{2π}$T=$\frac{120°}{360°}$T=$\frac{1}{3}T$=2△t
故选:C

点评 带电粒子在磁场中运动的题目解题基本步骤为:定圆心、画轨迹、求半径,同时还利用圆弧的几何关系来帮助解题.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

4.一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上,另一半悬在桌边,桌面足够高,如图a所示.若将一个质量为m小球分别拴在链条左端和右端,如图b、图c所示.约束链条的挡板光滑,三种情况均由静止释放,当整根链条刚离开桌面时,关于它们的速度关系,下列判断中正确的是(  )
A.va=vb=vcB.va<vb<vcC.vc>va>vbD.va>vb>vc

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

5.要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(量程3V,内阻未知)
B.电流表A(量程3A,内阻0.01Ω)
C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50mA)
D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)
E.多用电表    F.开关K1、K2,导线若干
有一位同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)首先,用多用电表进行粗测,选用×100Ω倍率,操作方法正确.若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示,则测量的结果是3000Ω.

(2)为了更精确地测出此电压表的内阻,该同学设计了如图乙和丙所示的两种实验电路图,你认为其中较合理的电路图是丙,其理由是乙图中电流表的示数太小,误差太大.丙图中R的阻值与电压表阻值接近,误差小.
(3)在图丁中,根据你选择的电路图把实物连接好.
(4)用你选择的电路图进行实验时,请简述实验步骤:闭合K1.再闭合K2,读得电压表示数U1;再断开K2,读得电压表示数U2
(5)用上述所测量的物理量表示电压表的内阻Rv=$\frac{{U{\;}_2}}{{{U_1}-{U_2}}}R$.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

2.如图所示MN为纸面内的一条直线,其右侧空间分布与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场的单一场区.现有重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v0沿纸面射入场区,下列判断正确的是(  )
A.如果粒子回到MN上时速率增大,则该空间存在的一定是电场
B.如果粒子回到MN上时速率不变,则该空间存在的一定是磁场
C.若仅增大水平初速度v0,发现粒子再回到MN上时速度方向与增大前相同,则该空间存在的一定是磁场
D.若仅增大水平初速度v0,发现粒子再回到MN所用的时间发生变化,则该空间存在的一定是电场

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

9.飞机黑匣子是用来记录飞行数据数据和驾驶舱语音的电子设备.一旦飞机失事黑匣子入水,水敏开关启动水下超声波脉冲发生器工作,通过金属外壳把频率为37.5kHz的超声波信号发射到周围水域,已知超声波在水中传播速度为1500m/s,则该波在水中的波长约为0.04m;超声波不能发生偏振(选填“干涉”“衍射”或“偏振”)现象.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

19.如图所示,水平面上放有质量均为m=1kg的小物块A和B,A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ2=0.1,相距为L=0.75m.现给物块A一初速度使之向B运动,与此同时给物块B一个F=3N水平向右的力由静止开始运动,经过一段时间A恰好能追上B(恰好指的是速度相同),g=10m/s2,求:
(1)物块A初速度大小;
(2)从开始到物块A追上物块B的过程中,力F对物块B所做的功.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

6.某实验小组的同学用如图所示的装置,探究加速度与力和质量的关系,为了使小车受到的合外力的大小等于钩码的重力的大小,则(  )
A.应将图示装置中的长木板的右端垫起适当的高度,以平衡摩擦力
B.平衡摩擦力时,图示装置中的钩码不需要取下
C.每次改变小车的质量时,都要重新平衡摩擦力
D.钩码的质量要远小于小车的质量
E.若m为钩码的总质量,M为小车的质量,小车运动的加速度可直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

3.下列说法正确的是(  )
A.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经7.6天后就一定剩下1个原子核了
B.原子核内的质子转化成一个中子和一个电子,这种转化产生的电子发射到核外,就是β粒子,这就是β衰变的实质
C.光子的能量由光的频率所决定
D.只要有核反应发生,就一定会释放出核能
E.按照波尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁至较大的轨道时,电子的动能减小,电势能增大,原子的总能量不变

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

1.如图所示,图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,图乙是这列波中质点P的振动图线,该波的传播速度为0.5m/s;图甲中Q点(坐标为x=2.25m处的点)的振动方程为y=0.2cos(πt)cm.

查看答案和解析>>

同步练习册答案