3.兩個質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b以不同的速率沿著AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,其運(yùn)動軌跡如圖所示.若不計粒子的重力,則下列說法正確的是( 。
A.b粒子的動能較大B.a粒子帶正電,b粒子帶負(fù)電
C.b粒子在磁場中運(yùn)動時間較長D.a粒子在磁場中所受洛倫茲力較大

分析 a、b兩個質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子以不同的速率對向射入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,偏轉(zhuǎn)的方向不同,說明受力的方向不同,電性不同,可以根據(jù)左手定則判定.從圖線來看,a的半徑較小,可以結(jié)合洛倫茲力提供向心力,寫出公式,進(jìn)行判斷,之后,根據(jù)公式,再判定動能和運(yùn)動的時間.

解答 解:A、洛倫茲力提供向心力,即:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,得:r=$\frac{mv}{qB}$,故半徑較大的b粒子速度大,動能也大.故A正確.
B、粒子向右運(yùn)動,根據(jù)左手定則,b向上偏轉(zhuǎn),應(yīng)當(dāng)帶正電;a向下偏轉(zhuǎn),應(yīng)當(dāng)帶負(fù)電,故B錯誤.
C、根據(jù)推論公式t=$\frac{θ}{2π}T$、T=$\frac{2πm}{qB}$,周期相等,故磁場中偏轉(zhuǎn)角大的運(yùn)動的時間也長;a粒子的偏轉(zhuǎn)角大,因此運(yùn)動的時間就長.故C錯誤.
D、由公式f=qvB,故速度大的b受洛倫茲力較大.故D錯誤.
故選:A

點評 該題考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的偏轉(zhuǎn),可以結(jié)合兩個公式進(jìn)行判定.屬于簡單題目.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.一個質(zhì)點在N個共點力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài).若其中有一個力的方向不變,但是大小逐漸減小到零,再逐漸恢復(fù)到本來的大小,而其余的力不變.則在此過程中,質(zhì)點的速度-時間圖象是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.正負(fù)電子對撞機(jī)是使正負(fù)電子以相同速率對撞(撞前速度在同一直線上的碰撞)并進(jìn)行高能物理研究的實驗裝置,該裝置一般由高能加速器(同步加速器或直線加速器)、環(huán)形儲存室(把高能加速器在不同時間加速出來的電子束進(jìn)行積累的環(huán)形真空室)和對撞測量區(qū)(對撞時發(fā)生的新粒子、新現(xiàn)象進(jìn)行測量)三個部分組成.為了使正負(fù)電子在測量區(qū)內(nèi)不同位置進(jìn)行對撞,在對撞測量區(qū)內(nèi)設(shè)置兩個方向相反的勻強(qiáng)磁場區(qū)域.對撞區(qū)域設(shè)計的簡化原理如圖所示:MN和PQ為足夠長的豎直邊界,水平邊界EF將整個區(qū)域分成上下兩部分,Ⅰ區(qū)域的磁場方向垂直紙面向內(nèi),Ⅱ區(qū)域的磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.現(xiàn)有一對正負(fù)電子以相同速率分別從注入口C和注入口D同時水平射入,在對撞測量區(qū)發(fā)生對撞.已知兩注入口到EF的距離均為d,邊界MN和PQ的間距為L,正電子的質(zhì)量為m,電量為+e,負(fù)電子的質(zhì)量為m,電量為-e.

(1)試判斷從注入口C入射的是正電子還是負(fù)電子;
(2)若L=4$\sqrt{3}$d,要使正負(fù)電子經(jīng)過水平邊界EF一次后對撞,求正負(fù)電子注入時的初速度大;
(3)若只從注入口C射入電子,間距L=13(2-$\sqrt{3}$)d,要使電子從PQ邊界飛出,求電子射入的最小速率,及以此速度入射到從PQ邊界飛出所需的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

11.如圖甲所示,直角坐標(biāo)系xoy的第二象限有一半徑為R=a的圓形區(qū)域,圓形區(qū)域的圓心O1坐標(biāo)為(-a,a),與坐標(biāo)軸分別相切于P點和N點,整個圓形區(qū)域內(nèi)分布有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場,其方向垂直紙面向里(圖中未畫出).帶電粒子以相同的速度在紙面內(nèi)從P點進(jìn)入圓形磁場區(qū)域,速度方向與x軸負(fù)方向成θ角,當(dāng)粒子經(jīng)過y軸上的M點時,速度方向沿x軸正方向,已知M點坐標(biāo)為(0,$\frac{4a}{3}$).帶電粒子質(zhì)量為m、帶電量為-q.忽略帶電粒子間的相互作用力,不計帶電粒子的重力,求:

(1)帶電粒子速度v大小和cosθ值;
(2)若帶電粒子從M點射入第一象限,第一象限分布著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,已知帶電粒子在該磁場的一直作用下經(jīng)過了x軸上的Q點,Q點坐標(biāo)為(a,0),該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B′大小為多大?
(3)若第一象限只在y軸與直線x=a之間的整個區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小仍為B.方向垂直紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化(B-t圖)的規(guī)律如圖乙所示,已知在t=0時刻磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外,此時某帶電粒子剛好從M點射入第一象限,最終從直線x=a邊界上的K點(圖中未畫出)穿出磁場,穿出磁場時其速度方向沿x軸正方向(該粒子始終只在第一象限內(nèi)運(yùn)動),則K點到x軸最大距離為多少?要達(dá)到此最大距離,圖乙中的T值為多少?

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18.一個初速度為零的帶正電的粒子電荷量q=10-10C,質(zhì)量m=10-20kg,經(jīng)寬度L=8cm,電壓U=200V的電場加速后,以水平速度v.穿越一寬度也為L的真空無場區(qū)域,沿中心線(圖中水平虛線)飛入邊長仍為L的正方形電場區(qū)域abcd,區(qū)域內(nèi)有平行于ab且豎直向下的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)3750V/m,如圖所示,若粒子飛出電場后恰好繞固定在O點的負(fù)點電荷Q開始做勻速圓周運(yùn)動,不計粒子重力,不考慮各部分電場之間的相互影響(靜電力常數(shù)k=9.0×109N•m2/C2),試求:
(1)該粒子從開始運(yùn)動到離開abcd電場所用的時間;
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(3)點電荷Q的電荷量.

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8.質(zhì)點做勻加速直線運(yùn)動,初速度v0=5m/s,加速度a=2m/s2,求
(1)質(zhì)點在5s末的速度
(2)質(zhì)點在5s內(nèi)的位移
(3)質(zhì)點在第5s內(nèi)的位移.

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15.電場中有 A、B 兩點,A 點的電勢ϕA=-10V;,B 點的電勢ϕB=10V,一個電子由 A點運(yùn)動到 B 點的過程中,下列說法正確的是( 。
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C.電子的電勢能增加了 20eVD.電子的電勢能減少了 20eV

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12.一交流電,電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示,該交流電壓的有效值和周期分別是( 。
A.3$\sqrt{2}$VB.0.02sC.0.01sD.3V

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13.雨滴從高空由靜止下落,由于空氣阻力作用,其加速度逐漸減小,直到變?yōu)榱悖诖诉^程中雨滴的運(yùn)動情況是( 。
A.速度不斷減小,加速度為零時,速度最小
B.速度不斷增大,加速度為零時,速度最大
C.位移越來越小
D.速度變化率越來越大

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