满分5 > 高中物理试题 >

如图所示,竖直线MN∥PQ,MN与PQ间距离为a,其间存在垂直纸面向里的匀强磁场...

如图所示,竖直线MNPQMNPQ间距离为a,其间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为BOMN上一点,O处有一粒子源,某时刻放出大量速率均为v(方向均垂直磁场方向)、比荷一定的带负电粒子(粒子重力及粒子间的相互作用力不计),已知沿图中与MNθ60°角射出的粒子恰好垂直PQ射出磁场,则粒子在磁场中运动的最长时间为(  )

A.  B.  C.  D.

 

C 【解析】 当速度方向与MN夹角θ=60°时,粒子恰好垂直PQ方向射出磁场,所以,粒子运动的半径 由粒子在磁场中运动,洛伦兹力作向心力可得,解得①; 当θ=0°时,如图所示,可知粒子打在PQ上的位置为O点水平线上方处; 当θ增大时,粒子打在PQ上的位置下移,知道粒子的运动轨迹与PQ相切时,如图所示,可知粒子打在PQ上的位置为O点水平线下方处; 当θ继续增大直到180°,粒子的运动轨迹与PQ不相交,直接从MN上射出,且在MN上的出射点不断上移直到O点,所以,若只改变粒子速度方向,使θ角能在0°至180°间不断变化,则PQ边界上有粒子射出的区间长度为;若只改变粒子速度方向,使θ角能在0°至180°间不断变化,则粒子运动半径不变,那么粒子运动周期不变,所以,粒子在磁场中运动的轨迹所对应的弦长越长,则粒子在磁场中运动的越长,由D的分析可知,当粒子的出射点在PQ上时,粒子的弦长可取[a,2a]的任意值;当粒子的出射点在MN上时,粒子的弦长可取的任意值;所以,粒子运动轨迹的弦长最大可取,此时对应的中心角φ=120°,所以联立①式子可知,粒子在磁场中运动的最长时间,故C正确.  
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器,应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点,能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量,使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一大步.图为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强恒定,且被限制在AC板间,带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D型盒中的匀强磁场做匀速圆周运动.对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是(   )

A.带电粒子每运动一周被加速两次

B.带电粒子每运动一周P1P2P2P3

C.加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关

D.加速电场方向需要做周期性的变化

 

查看答案

如图所示,ABC是两带电量均为Q的正点电荷连线的中垂线上的三点,B是两线段的交点,A点固定有一带电量同为Q的负点电荷,现将一电子从B点由静止释放,电子运动中会经由C点继续向前运动,则( 

A.BC,电场力对该电子一直不做功

B.电子从BC做加速度变大的加速运动

C.电子在BC两点时的电势能大小关系是EPBEPC

D.若电子可回到B点,则回到B点时速度不为零

 

查看答案

在绝缘光滑的水平面上相距为6LAB两处分别固定正电荷QAQB,两电荷的位置坐标如图甲所示。图乙是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图像,图中xL点为图线的最低点,若在x=2LC点由静止释放一个质量为m、电量为q的带电小球(可视为质点),下列有关说法正确的是(  )

A. 小球在xL处的速度最大

B. 小球一定可以到达x—2L点处

C. 小球将以xL点为作中心完全对称的往复运动

D. 固定在AB处的电荷的电量之比为QAQB=8∶1

 

查看答案

如图所示,MNP是以MN为直径的半圆弧上的三点,O为半圆弧的圆心,∠MOP=60°,在MN处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时O点的磁感应强度大小为B1,若将N处的长直导线移至P处,则O点的磁感应强度大小变为B2,则B2B1之比为(  )

A.11 B.12 C.1 D.2

 

查看答案

如图(a)所示,MN为中心开有小孔的平行板电容器,两板间距D=2.5m,右侧有一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=1×10-6T,磁场区域足够长,宽度d=1m。在电容器两极板间加上随时间周期性变化的交变电压,电压大小为2.5V,如图(b)所示,其周期T=8×10-6s。现有一束带负电的粒子,在内源源不断地从M板的小孔处射入电容器内,粒子的初速度视为0,其荷质比C/kg,不计粒子重力,求:

1)粒子在电容器中的加速度大小;

2时刻射入的粒子进入磁场后做圆周运动的轨道半径;

3)若在磁场的右边界设置一屏幕,则时刻射入的粒子打在屏幕上的位置。

 

 

查看答案
试题属性

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.