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如右图所示为研究带电粒子在磁场中偏转问题的实验装置:M、N是竖直放置的两正对着的...

如右图所示为研究带电粒子在磁场中偏转问题的实验装置:M、N是竖直放置的两正对着的平行金属板,S1、S2是板上两个正对的小孔,其中N板的右侧有一个在竖直面内,以O为圆心的圆形区域,该区域内存在垂直圆面向外的匀强磁场,另有一个同样以O为圆心的半圆形荧光屏AO′C.已知S1、S2、O和荧光屏的中间位置O′在同一直线上,且AC⊥S1O′.当在M、N板间加恒定电压U时,一带正电离子在S1处由静止开始加速向S2孔运动,最后打在图示的荧光屏上的P处,∠COP=30°.若要让上述带正电离子(不计重力)仍在S1处由静止开始加速,最后打在图示的荧光屏下边缘C处,求M、N板间所加电压的大小U′.

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【解析】 试题分析:设离子的质量为m,电荷量为q,磁场的磁感应强度为B,所在区域的半径为R,离子加速后获得的速度为v.当电压为U时,由动能定理有① 在磁场中,离子做匀速圆周运动(见右图)由牛顿定律可知 ② 由①②式得③ 其中④ 当电压为U′时,离子打在C处,同理有⑤ 其中⑥ 由③④⑤⑥可解得. 考点:考查了带电粒子在电磁场中的运动
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考点分析:
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如图甲所示,质量为满分5 manfen5.com,长满分5 manfen5.com的铜棒,用长度也为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度满分5 manfen5.com.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度满分5 manfen5.com,求此棒中恒定电流的大小.

某同学对棒中恒定电流的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图).

当最大偏转角满分5 manfen5.com时,棒受力平衡.有

满分5 manfen5.com,得满分5 manfen5.com.

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(1)请判断,该同学的解法正确吗?若不正确则请指出错在哪里?

(2)试写出求解棒中电流的正确解答过程及结果.

 

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如右图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点,一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场.现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°角的方向,以大小不同的速率射入正方形内,那么下列说法中正确的是(  )

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A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是满分5 manfen5.com,则它一定从ab边射出磁场

B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是满分5 manfen5.com,则它一定从ad边射出磁场

C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是满分5 manfen5.com,则它一定从bc边射出磁场

D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是满分5 manfen5.com,则它一定从ab边射出磁场

 

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在一空心圆柱面内有一垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B,其横截面如右图所示,磁场边界为同心圆,内、外半径分别为r和满分5 manfen5.comr.圆心处有一粒子源不断地沿半径方向射出质量为m、电荷量为q的带电粒子,不计粒子重力.为使这些粒子不射出磁场外边界,粒子从圆心处射出时速度不能超过(  )

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A. 满分5 manfen5.com             B满分5 manfen5.com       C. 满分5 manfen5.com           D. 满分5 manfen5.com

 

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如右图所示,一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一质量为m,电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场,从磁场中射出时速度方向改变了θ角.磁场的磁感应强度大小为(  )

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A. 满分5 manfen5.com         B. 满分5 manfen5.com

C. 满分5 manfen5.com          D. 满分5 manfen5.com

 

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如右图所示,在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点P垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为q、质量为m、速度为v的粒子,不考虑粒子间的相互作用力,关于这些粒子的运动以下说法正确的是(  )

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A.只要对着圆心入射,出射后均可垂直打在MN上

B.对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线不一定过圆心

C.对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中通过的弧长越长,时间也越长

D.只要速度满足满分5 manfen5.com,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上

 

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