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在半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向内的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m、电荷量为q的负电荷,以速率v从A点垂直于磁场方向正对着磁场的圆心射入后从C点射出,已知角AOC为120°,则该粒子在磁场中的运动时间为( )

A.
B.
C.
D.
【答案】分析:带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力,使粒子做匀速圆周运动.从而可推导出轨道半径公式与周期公式,由题中运动的时间与磁感应强度可求出粒子的比荷,由于圆磁场的半径未知,所以无法求出轨道半径,也不能算出粒子的初速度.
解答:解:带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,则有:
由几何关系可得:R=rtan30°
再由周期公式可得:T=
而运动时间为:t=
或者t==
故选:AB.
点评:带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为: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.值得注意是圆形磁场的半径与运动轨道的圆弧半径要区别开来.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在半径为R的圆形区域内,有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于圆平面(未画出).一群比荷都为α的负离子体以相同速率v0(较大),由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后,又飞出磁场,则下列说法正确的是(不计重力)  (  )

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如图所示,在半径为R的圆形区域内,有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于圆平面(未画出).一群比荷为
q
m
的负离子以相同速率v0(较大),由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后,又飞出磁场,最终打在磁场区域右侧的荧光屏(足够大)上,则下列说法正确的是(不计重力)(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?贵州模拟)在半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.有两个相同的带正电的粒子从A点垂直于磁场方向进入磁场中,进入磁场时的速度v1和v2大小未知、方向与AO的夹角均为α,如图所示.已知两粒子的质量为m、电量为q,它们在磁场中做匀速圆周运动的半径也是R,不计粒子的重力和它们之间的相互作用.求:
(1)两粒子的运动速度v1和v2的大小;
(2)两粒子在磁场中运动的时间之差:
(3)两粒子离开磁场的位置之间的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.电荷量为+q、质量为m的带电粒子从磁场边缘A点沿圆半径AO方向射入磁场,粒子离开磁场时速度方向偏转了60?角.求:
(1)粒子做圆周运动的半径和入射速度;
(2)粒子在磁场中的运动时间.

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精英家教网如图所示,分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场,磁感应强度为B.方向垂直纸面向里.电量为q,质量为m的带正电的粒子从磁场边缘A点沿圆的半径AO方向射入磁场,离开磁场时速度方向偏转了60°角.试确定:
(1)粒子做圆周运动的半径;
(2)粒子的入射速度.

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