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如图所示,一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B,宽度为d的匀强磁...

如图所示,一束电子电荷量为e以速度v垂直射入磁感应强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿出磁场时的速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°,则电子的质量是________,穿过磁场的时间是________。

 

 

【解析】电子在磁场中运动,只受洛伦兹力作用,故其轨迹是圆弧的一部分,又因为F洛⊥v,故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到的洛伦兹力指向的交点上,如图中的O点。由几何知识可知,所对的圆心角θ=30°,OB为半径r。 则r==2d,又因为r=,得m= 由于所对应的圆心角为30°,因此穿过的时间 t=T= 又因为T=,故t=×=  
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回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交变电流两极相连接的两个D形金属盒,在两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中,如图所示,设匀强磁场的磁感应强度为B,D形金属盒的半径为R,狭缝间的距离为d,匀强电场间的加速电压为U,要增大带电粒子电荷量为q、质量为m,不计重力射出时的动能,则下列方法中可行的是 

A增大匀强电场间的加速电压

B减小狭缝间的距离

C增大磁场的磁感应强度

D增大D形金属盒的半径

 

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图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为BE。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是

A. 质谱仪是分析同位素的重要工具

B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外

C. 能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B

D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小

 

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一带电粒子在磁感应强度是B的匀强磁场中做匀速圆周运动,如果它又顺利进入一磁感应强度为2B的匀强磁场,仍做匀速圆周运动,则 

A粒子速率加倍,周期减半

B粒子的速率不变,轨道半径减半

C粒子的速度减半,轨道半径变为原来的

D粒子的速率不变,周期减半

 

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一个带电粒子以某一初速度射入匀强磁场中,不考虑其他力的作用,粒子在磁场中不可能做 

A匀速直线运动      B匀变速直线运动

C匀变速曲线运动   D匀速圆周运动

 

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如图所示,直角三角形ABC中存在一垂直纸面向里的匀强磁场,比荷相同的两带电粒子沿AB方向从A点射入磁场,分别从AC边上的P、Q两点射出,不计粒子重力。下列说法正确的是 

A从P点射出的粒子速度大

B从Q点射出的粒子在磁场中运动的周期大

C从Q点射出的粒子在磁场中运动的时间长

D两粒子在磁场中运动的时间一样长

 

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