10．如圖所示，a、b、c是面積相等的三個圓形勻強磁場區(qū)域，圖中的虛線是三個圓直徑的連線，該虛線與水平方向的夾角為45°．一不計重力的帶電粒子，從a磁場的M點以初速度v0豎直向上射入磁場，運動軌跡如圖，最后粒子從c磁場的N點離開磁場．已知粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，則（　�。�
A．a和c磁場的方向垂直于紙面向里，b磁場的方向垂直于紙面向外
B．粒子在N點的速度方向水平向右
C．粒子從M點運動到N點的時間為$\frac{3πm}{2qB}$
D．粒子從M點運動到N點的時間為$\frac{6πm}{qB}$

分析 粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)洛倫茲力指向圓心結(jié)合左手定則判斷磁場方向，速度方向為運動軌跡的切線方向，根據(jù)幾何關(guān)系求出粒子在每個圓形磁場中軌跡對應(yīng)的圓心角，結(jié)合周期公式求出粒子在每個磁場中運動的時間，從而求出總時間即可．

解答 解：A、粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由于不知道粒子的電性，所以不能判斷磁場的方向，故A錯誤；
B、速度方向為運動軌跡的切線方向，則粒子在N點的速度方向水平向左，故B錯誤；
C、圖中虛線與水平方向的夾角為45°，根據(jù)幾何關(guān)系可知，粒子在每個磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角為90°，
則在每個磁場中運動的時間$t=\frac{90°}{360°}T=\frac{1}{4}T=\frac{πm}{2Bq}$，
所以粒子從M點運動到N點的時間為t′=3t=$\frac{3πm}{2qB}$，故C正確，D錯誤．
故選：C

點評 本題考查帶電粒子在磁場中的轉(zhuǎn)動，要注意明確圓周運動的規(guī)律，正確應(yīng)用洛侖茲力充當向心力，結(jié)合幾何關(guān)系可求解，難度適中．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

9．如圖所示，在傾角為37°的斜面上，一個物體以20m/s的速度從A點向上滑行經(jīng)2s到達最高點B而后折回，求：物體返回時的加速度？（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

1．如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向里，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子，以速度v從小孔O射入勻強磁場，入射時速度方向既垂直于磁場方向，又與屏垂直，偏轉(zhuǎn)后打在屏上S點（S點未在圖上畫出），求：
（1）剛?cè)氪艌鰰r，離子受到洛倫茲力的大小和方向
（2）屏上S點到O點的距離
（3）離子從O點運動到S點的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

18．在某靜電場中，將一個帶電量為q=+2.0×10-9C的質(zhì)點由a移到b點，電場力做功為2.0×10-5J，再把該電荷由b點移到c點，克服電場力做功6.0×10-5J．
（1）從a點移到b點，該電荷的電勢能如何變化？變化量是多少？
（2）求ac兩點的電勢差．
（3）若該靜電場為勻強電場，其中的一根電場線及a點位置如圖所示，請依據(jù)題意在該電場線上標出b丶c的大致位置．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．質(zhì)量和電量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速度率經(jīng)小孔S垂直進入勻強磁場，運行的半圓軌跡如圖中虛線所示，下列表述正確的是（　�。�
A．M帶正電，N帶負電B．M的速率大于N的速率
C．洛侖茲力對M、N做正功D．M、N的運行時間相等

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

15．在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標系xoy，x軸沿水平方向，如圖甲所示．第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強電場，場強為E1．坐標系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強電場和勻強交變磁場，電場方向豎直向上，場強E2=$\frac{1}{2}$E1，勻強磁場方向垂直紙面．處在第三象限的發(fā)射裝置（圖中未畫出）豎直向上射出一個比荷$\frac{q}{m}$=102C/kg的帶正電的粒子（可視為質(zhì)點），該粒子以v0=4m/s的速度從-x上的A點進入第二象限，并以v1=8m/s速度從+y上的C點沿水平方向進入第一象限．取粒子剛進入第一象限的時刻為0時刻，磁感應(yīng)強度按圖乙所示規(guī)律變化（以垂直紙面向外的磁場方向為正方向），g=10m/s2．試求：
（1）帶電粒子運動到C點的縱坐標值h及電場強度E1；
（2）+x軸上有一點D，OD=OC，若帶電粒子在通過C點后的運動過程中不再越過y軸，要使其恰能沿x軸正方向通過D點，求磁感應(yīng)強度B0及其磁場的變化周期T0；
（3）要使帶電粒子通過C點后的運動過程中不再越過y軸，求交變磁場磁感應(yīng)強度B0和變化周期T0的乘積B0T0應(yīng)滿足的關(guān)系．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

2．如圖甲所示，MN、PQ為間距L=0.5m足夠長的平行導(dǎo)軌，NQ⊥MN，導(dǎo)軌的電阻不計．導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°，NQ間連接有一個R=4Ω的電阻．有一勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強度為B0=1T．將一根阻值未知質(zhì)量為m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當金屬棒滑行至cd處時達到穩(wěn)定速度，已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2C，且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運動過程中始終與NQ平行．（取g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos37°=0.8）．求：
（1）金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ和cd離NQ的距離s；
（2）金屬棒滑行至cd處的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量；
（3）若將金屬棒滑行至cd處的時刻記作t=0，從此時刻起，讓磁感應(yīng)強度逐漸減小，為使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強度B應(yīng)怎樣隨時間t變化（寫出B與t的關(guān)系式）．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

19．如圖所示，在xOy平面的第Ⅱ象限內(nèi)有半徑為R的圓分別與x軸、y軸相切于P、Q兩點，圓內(nèi)存在垂直于xOy平面向外的勻強磁場．在第Ⅰ象限內(nèi)存在沿y軸負方向的勻強電場，電場強度為E，一帶正電的粒子（重力不計）以速度υ0從P點射入磁場后恰好垂直y軸進入電場，最后從M（$\frac{8R}{3}$，0）點射出電場，出射方向與x軸正方向夾角為α，且滿足tanα=$\frac{9}{8}$．
求：（1）帶電粒子的比荷；
（2）帶電粒子在磁場中運動的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．如圖所示，表面粗糙的固定斜面頂端安有定滑輪，兩物塊P、Q用輕繩連接并跨過定滑輪（不計滑輪的質(zhì)量和摩擦），P懸于空中，Q放在斜面上，均處于靜止狀態(tài)．P的質(zhì)量為m，Q的質(zhì)量為2m，斜面的傾角為30°，如圖所示．則物塊Q受到的摩擦力（　�。�
A．等于零B．大小為0.5mg，方向沿斜面向下
C．大小為$\frac{\sqrt{3}}{2}$mg，方向沿斜面向上D．大小為mg，方向沿斜面向上

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同步練習(xí)冊答案