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如图所示为圆柱形区域的横截面,在没有磁场的情况下,带电粒子(不计重力)以某一初速...

如图所示为圆柱形区域的横截面,在没有磁场的情况下,带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射,穿过此区域的时间为t,在该区域加沿轴线方向的匀强磁场,磁感应强度为B,带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射,粒子飞出此区域时,速度方向偏转60°角,如图所示,根据上述条件可求下列物理量中的(  )

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A.带电粒子的比荷

B.带电粒子在磁场中运动的周期

C.带电粒子在磁场中运动的半径

D.带电粒子的初速度

 

AB 【解析】【解析】 无磁场时,带电粒子做匀速直线运动,设圆柱形区域磁场的半径为R0,则v=2 (1) 而有磁场时,带电粒子做匀速圆周运动,由半径公式可得: (2) 由几何关系得,圆磁场半径与圆轨道半径的关系:R= (3) 由(1)(2)(3)联式可得: 设粒子在磁场中的运动周期为T,则周期为T==πt, 由于不知圆磁场的半径,因此带电粒子的运动半径也无法求出,以及初速度无法求. 故选:AB 【点评】带电粒子仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,洛伦兹力只改变速度的方向不改变速度的大小,洛伦兹力对粒子也不做功.同时当粒子沿半径方向入射,则也一定沿着半径方向出射.  
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考点分析:
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如图所示,实线圆环A、B是光滑绝缘水平面内两个固定的同心超导环,两环分别通上大小相等的电流后,在环间环形区域内产生了相同方向的磁场,在这两个磁场的共同“束缚”下,带电离子沿图中虚线做顺时针方向的圆周运动,已知A环中电流沿顺时针方向,则(  )

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A.B环中电流沿顺时针方向

B.B环中电流沿逆时针方向

C.带电离子带正电

D.带电离子带负电

 

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如图所示,两块正对平行金属板M、N与电池相连,N板接地,在距两板等距离的P点固定一个带正电的点电荷,如果M板向上平移一小段距离,则(  )

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A.点电荷受到的电场力减小

B.M板的带电量增加

C.P点的电势升高

D.点电荷在P点具有的电势能增加

 

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如图所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场.一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O′(图中未标出)穿出.若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入,从区域右边界穿出,则粒子b(  )

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A.穿出位置一定在O′点下方

B.穿出位置一定在O′点上方

C.运动时,在电场中的电势能一定减小

D.在电场中运动时,动能一定减小

 

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如图所示,带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况,一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示,若不考虑其他力,则下列判断中正确的(  )

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A.若粒子是从A运动到B,则粒子带正电;若粒子是从B运动到A,则粒子带负电

B.不论粒子是从A运动到B,还是从B运动到A,粒子必带负电

C.若粒子是从B运动到A,则其速度减小,加速度也减小

D.若粒子是从B运动到A,则其电势能一定增加

 

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质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示,离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看做为零),经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场,到达记录它的照相底片P上,设离子在P上的位置到入口处S′的距离为x,可以判断(  )

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A.若离子束是同位素,则x越大,离子质量越大

B.若离子束是同位素,则x越大,离子质量越小

C.只要x相同,则离子质量一定相同

D.只要x相同,则离子的荷质比一定相同

 

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