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如右图所示为圆柱形区域的横截面,在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场.带电粒子(不...

如右图所示为圆柱形区域的横截面,在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场.带电粒子(不计重力)第一次以速度沿截面直径入射,粒子飞入磁场区域时,速度方向偏转60°角;该带电粒子第二次以速度从同一点沿同一方向入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转90°角.则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的(  )

A.半径之比为 B.速度之比为

C.时间之比为2∶3 D.时间之比为3∶2

 

C 【解析】 粒子进入磁场时,受到洛伦兹力作用而做匀速圆周运动,速度的偏向角等于轨迹对应的圆心角,再可求出轨迹对应的圆心角θ,由t=T求解时间之比; 根据几何知识求出轨迹半径之比,由半径公式r=求出速度之比. 设圆柱形区域为R.带电粒子第一次以速度v1沿直径入射时,轨迹如图所示,粒子飞出此磁场区域时速度方向偏转60°角, 则知带电粒子轨迹对应的圆心角 θ1=60°,轨迹半径为 r1=Rtan60°, 运动时间为 t1=; 带电粒子第二次以速度v2沿直径入射时,粒子飞出此磁场区域时速度方向偏转90°角,则知带电粒子轨迹对应的圆心角 θ2=90°,轨迹半径为 r2=R,运动时间为 t2=; 所以轨迹半径之比:r1:r2=;时间之比:t1:t2=2:3; 根据半径公式r=得,速度之比:v1:v2=r1:r2=.故A、C正确,B、D错误. 故选AC.  
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考点分析:
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在磁感应强度大小为B0,方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里,如图所示,abcd是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中(  )

A.cd两点的磁感应强度大小相等

B.ab两点的磁感应强度大小相等

C.c点的磁感应强度的值最小

D.b点的磁感应强度的值最大

 

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已知一质量为m的带电液滴,经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,液滴在此空间的竖直平面内做匀速圆周运动,如图,则(   )

A.液滴在空间可能受4个力作用

B.液滴一定带负电

C.液滴做圆周运动的半径

D.液滴在场中运动时总能量不变

 

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如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电荷量均相同的正负离子(不计重力),从点O以相同的速率先后射入磁场中,入射方向与边界成θ角,则正负离子在磁场中(  )

A.运动时间相同

B.运动轨道的半径相同

C.重新回到边界时速度的大小和方向相同

D.重新回到边界的位置与O点距离相等

 

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劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如图所示.置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U.A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响.则下列说法正确的是

A.质子被加速后的最大速度不可能超过Rf

B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比

C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为∶1

D.不改变磁感应强度B和交流电频率f,经该回旋加速器加速的各种粒子的最大动能不变

 

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如图所示,带电粒子以初速度以v0a点进入匀强磁场,运动过程中经过b点,Oa=Ob,若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场,带电粒子仍以速度以v0a点进入电场,仍能通过b点,则电场强度E和磁感应强度B的比值为

A.v0 B.1/ v0 C.2 v0 D.v0/2

 

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