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在空间中有一如图所示边界垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,已知P、Q、O为...

在空间中有一如图所示边界垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,已知PQO为边长为L的等边三角形的三个顶点,两个带电粒子甲和乙分别从P点垂直PO方向射入匀强磁场中,甲从PO边的M点射出磁场,乙从QO边的N点射出磁场,已知PM2MOQNNO,据此可知(  )

A.若两个带电粒子的比荷相同,则甲、乙两个带电粒子射入磁场时的速度大小之比为12

B.若两个带电粒子的动能相同,则甲、乙两个带电粒子所带电荷量之比为32

C.若两个带电粒子的带电荷量相同,则甲、乙两个带电粒子射入磁场时的动量大小之比为32

D.若两个带电粒子的比荷相同,则甲、乙两个带电粒子在磁场中运动的时间之比为32

 

D 【解析】 A.根据题述,画出两个带电粒子在磁场区域中运动的轨迹,如图所示,由几何关系可知, r甲=L,r乙=L 由 解得 若两个带电粒子的比荷相同,由可知,甲、乙两个带电粒子射入磁场时的速度大小之比等于轨迹半径之比,即 v甲∶v乙=r甲∶r乙=2∶3 故A错误; B.若两个带电粒子的动能相同,由 可知,甲、乙两个带电粒子所带电荷量的比值为 选项B错误; C.若两个带电粒子所带电荷量q相同,由 可知,甲、乙两个带电粒子射入磁场时的动量大小之比等于轨迹半径之比,即 p甲∶p乙=r甲∶r乙=2∶3 故C错误; D.若两个带电粒子的比荷相同,则由可知两粒子在磁场中运动的周期相同,带电粒子甲在磁场区域中运动轨迹圆弧所对圆心角为,在磁场中运动的时间为;带电粒子乙在磁场区域中运动轨迹圆弧所对圆心角为,在磁场中运动的时间为,则甲、乙两个带电粒子在磁场中运动的时间之比为 t甲∶t乙=3∶2 故D正确。 故选D。  
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考点分析:
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一圆筒处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示。 图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的速度方向与MN30°角。当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒,不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为(  

A. B. C. D.

 

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两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行.一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的

A.轨道半径减小,角速度增大

B.轨道半径减小,角速度减小

C.轨道半径增大,角速度增大

D.轨道半径增大,角速度减小

 

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如图所示,竖直平行边界MNPQ间有垂直于纸面向里的匀强磁场,甲、乙两个完全相同的粒子(不计粒子的重力)在边界MN上的C点分别以垂直于磁场的速度进入磁场,速度方向与边界MN的夹角分别为,结果两个粒子均从边界PQ上的D点射出磁场,CD连线与两边界的垂线CE的夹角θ30°,则两粒子在磁场中运动的速度之比 及运动的时间之比分别为(已知sincos)(  )

A.2 B.2

C.  D.

 

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如图所示的坐标系中,有两个半径均为r的圆形线圈L1L2,分别垂直于y轴和x轴放置,其圆心O1O2的坐标分别为(0r)(r0),给线圈L1通电流3I0(从上向下看为逆时针方向),给线圈L2通电流4I0(从右向左看为逆时针方向).据相关电磁学理论可以知道,圆环形电流在其中心轴线上产生的磁感应强度为B,其中μ为真空磁导率,I为环中电流,r为圆环半径,Z为中心轴线上任意一点到圆环圆心的距离.据此可推算出两通电线圈在坐标原点O处产生的磁感应强度的大小和方向分别为(  )

A.,方向指向第一象限

B.,方向指向第二象限

C.,方向指向第三象限

D.,方向指向第四象限

 

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如图所示为电子发射器原理图,M处是电子出射口,它是宽度为d的狭缝.D为绝缘外壳,整个装置处于真空中,半径为a的金属圆柱A可沿半径向外均匀发射速率为v的电子;与A同轴放置的金属网C的半径为2a.不考虑AC的静电感应电荷对电子的作用和电子之间的相互作用,忽略电子所受重力和相对论效应,已知电子质量为m,电荷量为e.

(1)AC间加速电压为U,求电子通过金属网C发射出来的速度大小vC

(2)若在AC间不加磁场和电场时,检测到电子从M射出形成的电流为I,求圆柱体At时间内发射电子的数量N.(忽略CD间的距离以及电子碰撞到CD上的反射效应和金属网对电子的吸收)

(3)AC间不加电压,要使由A发射的电子不从金属网C射出,可在金属网内环形区域加垂直于圆平面向里的匀强磁场,求所加磁场磁感应强度B的最小值.

 

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