精英家教網(wǎng)如圖所示,在邊界上方存在著垂直紙面向里的勻強磁場,有兩個電荷量、質量均相同的正、負粒子(不計重力),從邊界上O點以相同的速度先后射入磁場中,入射方向與邊界成θ角,則正、負粒子在磁場中( 。
A、運動軌跡的半徑相同B、重新回到邊界所用的時間相同C、重新回到邊界時速度大小和方向相同D、重新回到邊界時與O點的距離相等
分析:由題正負離子的質量與電量相同,進入同一磁場做勻速圓周運動的周期相同,根據(jù)偏向角的大小分析運動時間的長短.由牛頓第二定律研究軌道半徑.根據(jù)圓的對稱性,分析離子重新回到邊界時速度方向關系和與O點距離.
解答:解:精英家教網(wǎng)
A、根據(jù)牛頓第二定律得:
qvB=m
v2
r
 得:r=
mv
qB
,由題q、v、B大小均相同,則r相同.故A正確.
B、粒子的運動周期 T=
2πm
qB
,則知T相同.
根據(jù)左手定則分析可知,正離子逆時針偏轉,負離子順時針偏轉,重新回到邊界時正離子的速度偏向角為2π-2θ,軌跡的圓心角也為2π-2θ,運動時間t=
2π-2θ
T.
同理,負離子運動時間t=
T,顯然時間不等.故B錯誤.
C、正負離子在磁場中均做勻速圓周運動,速度沿軌跡的切線方向,根據(jù)圓的對稱性可知,重新回到邊界時速度大小與方向相同.故C正確.
D、根據(jù)幾何知識得知重新回到邊界的位置與O點距離S=2rsinθ,r、θ相同,則S相同.故D正確.
故選:ACD
點評:根據(jù)題意畫出軌跡示意圖,可根據(jù)幾何關系求出回到邊界時離O點的距離;利用對稱關系判斷回到邊界時速度的方向;帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動問題求運動時間,可用關系式有t=
θ
T,θ是軌跡的圓心角,而且軌跡的圓心角等于速度的偏轉角.
練習冊系列答案
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(2013?南通一模)如圖所示,在長度足夠長、寬度d=5cm的區(qū)域MNPQ內,有垂直紙面向里的水平勻強磁場,磁感應強度B=0.33T.水平邊界MN上方存在范圍足夠大的豎直向上的勻強電場,電場強度E=200N/C.現(xiàn)有大量質量m=6.6×10-27kg、電荷量q=3.2×10-19C的帶負電的粒子,同時從邊界PQ上的O點沿紙面向各個方向射入磁場,射入時的速度大小均為v=1.6×106m/s,不計粒子的重力和粒子間的相互作用.求:

(1)求帶電粒子在磁場中運動的半徑r;
(2)求與x軸負方向成60°角射入的粒子在電場中運動的時間t;
(3)當從MN邊界上最左邊射出的粒子離開磁場時,求仍在磁場中的粒子的初速度方向與x軸正方向的夾角范圍,并寫出此時這些粒子所在位置構成的圖形的曲線方程.

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L2
,0).當粒子第二次經(jīng)過x軸返回勻強電場時,x軸上方的電場強度大小不變,方向突然反向.不計粒子重力.
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如圖所示,在邊界PQ上方有垂直紙面向里的勻強磁場,一對正、負電子同時從邊界上的O點沿與PQ角的方向以相同的速度v射入磁場中.則正、負電子

A.

在磁場中的運動時間相同

B.

在磁場中運動的軌道半徑相同

C.

出邊界時兩者的速度相同

D.

出邊界點到O點處的距離相等

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