15.矩形ABCD區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面向里的勻強磁場,有5個電粒子分別從圖中箭頭處進入磁場,在磁場中做勻速圓周運動,運動軌跡為ABCD區(qū)域內(nèi)的一段圓弧,粒子的編號、質(zhì)量、電荷量(q>0)及速度大小如表所示.則從P、M、N處垂直磁場進入的帶電粒子分別對應(yīng)著表格中的粒子編號為( 。
粒子編號粒子質(zhì)量電荷數(shù)速度大小
am2qv
b2m2q2v
c3m-3q3v
d2m2q3v
e2m-qv
A.d、c、eB.b、c、eC.e、c、bD.b、d、e

分析 帶電粒子在磁場中的運動洛侖茲力充當(dāng)向心力,由此可得出半徑公式,可得出各組粒子的半徑之比,由楞次定律分析粒子旋轉(zhuǎn)的方向,即可得出它們的運動軌跡.

解答 解:粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得軌跡半徑為:r=$\frac{mv}{qB}$;
結(jié)合表格中數(shù)據(jù)可求得a-e各組粒子的軌跡半徑之比依次為 0.5:2:3:3:2,
說明a粒子的軌跡半徑最小,b、e軌跡半徑相等,由楞次定律可知b粒子從P處進入磁場逆時針運動.c、d粒子的軌跡半徑相等,由楞次定律可知c粒子M處進入磁場.
e粒子從N處進入磁場,由楞次定律可知e粒子順時針運動.故從P、M、N處垂直磁場進入的帶電粒子分別對應(yīng)著表格中的粒子編號為b、c、e.
故選:B.

點評 本題看似比較復(fù)雜,但只要認(rèn)真分析即可發(fā)現(xiàn)半徑大小以及偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系,則根據(jù)帶電粒子圓周運動的性質(zhì)可得出正確結(jié)果.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.如圖所示,在足夠高的豎直墻壁MN的左側(cè)某點O以不同的初速度將小球水平拋出,其中OA沿水平方向,則所有拋出的小球在碰到墻壁前瞬間,其速度的反向延長線( 。
A.交于OA上的同一點
B.交于OA上的不同點,初速度越大,交點越靠近O點
C.交于OA上的不同點,初速度越小,交點越靠近O點
D.因為小球的初速度和OA距離未知,所以無法確定

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.一簡諧橫波沿水平繩向右傳播,波速為v,周期為T,振幅為A.繩上兩質(zhì)點M、N的平衡位置相距$\frac{3}{4}$波長,N位于M右方.設(shè)向上為正,在t=0時M位移為+$\frac{A}{2}$,且向上運動;經(jīng)時間t(t<T),M位移仍為+$\frac{A}{2}$,但向下運動,則( 。
A.在t時刻,N恰好在波谷位置B.在t時刻,N位移為負(fù),速度向上
C.在t時刻,N位移為負(fù),速度向下D.在2t時刻,N位移為-$\frac{A}{2}$,速度向下

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

3.如圖所示,長0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿,一端固定有一個質(zhì)量為3kg的小球,另一端由電動機帶動,使桿繞O點在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動,小球的速率為2m/s,取g=10m/s2.小球通過最高點時,對桿的壓力大小6N,小球通過最低點時,對桿的拉力大小是54N.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.洛倫茲力演示儀是由勵磁線圈(也叫亥姆霍茲線圈)、洛倫茲力管和電源控制部分組成的.勵磁線圈是一對彼此平行的共軸串聯(lián)的圓形線圈,它能夠在兩線圈之間產(chǎn)生勻強磁場.洛倫茲力管的圓球形玻璃泡內(nèi)有電子槍,能夠連續(xù)發(fā)射出電子,電子在玻璃泡內(nèi)運動時,可以顯示出電子運動的徑跡.其結(jié)構(gòu)如圖所示.給勵磁線圈通電,電子槍垂直磁場方向向左發(fā)射電子,恰好形成如“結(jié)構(gòu)示意圖”所示的圓形徑跡,則下列說法正確的( 。
A.勵磁線圈中的電流方向是逆時針方向
B.若只增大加速電壓,可以使電子流的圓形徑跡的半徑增大
C.若只增大線圈中的電流,可以使電子流的圓形徑跡的半徑增大
D.若兩線圈間的磁感應(yīng)強度已知,燈絲發(fā)出的電子的初速為零,加速電壓為U,則可通過測量圓形徑跡的直徑來估算電子的比荷

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.如圖甲所示,在該磁場外部,有匝數(shù)為n、電阻為r、橫截面積為S的螺線管和阻值為2r的電阻組成串聯(lián)電路,螺線管內(nèi)沿軸線方向存在按如圖乙所示變化的磁場,磁場在t0時間內(nèi)從零開始增大到B0.(to足夠長),如圖丙所示,兩個共軸的正方形金屬筒,外極板每邊的中點各有一小孔,分別為a、b、c、d,正方形外筒的邊長為L,內(nèi)筒、外筒間距離為d0.在極板外面存在足夠大且垂直截面向里的勻強磁場.兩個共軸的正方形金屬板與與螺線管用導(dǎo)線相連.在t=0時刻,從緊靠內(nèi)筒且正對狹縫a的S點從靜止釋放一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子,該粒子經(jīng)過一段時間的運動之后恰好又回到出發(fā)點S,(不計重力,整個裝置在真空中.)
(1)求兩金屬板電極間電壓的大?
(2)求粒子經(jīng)過a點時速度的大?
(3)求圖(丙)中垂直于截面向里的勻強磁場大?
(4)求粒子從S出發(fā)到再次回到S點運動所用的總時間?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.如圖,兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置,導(dǎo)軌間距離為L,電阻不計.在導(dǎo)軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡.整個系統(tǒng)置于勻強磁場中,磁感應(yīng)強度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直.現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放.金屬棒下落過程中保持水平,且與導(dǎo)軌接觸良好.已知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光.重力加速度為g.則( 。
A.磁感應(yīng)強度的大小為$\frac{mg}{2L}$$\sqrt{\frac{R}{P}}$
B.磁感應(yīng)強度的大小為$\frac{mg}{2L}$$\sqrt{\frac{P}{R}}$
C.燈泡正常發(fā)光時導(dǎo)體棒的運動速率$\frac{mg}{2P}$
D.燈泡正常發(fā)光時導(dǎo)體棒的運動速率$\frac{2P}{mg}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.物體A(可視為質(zhì)點)原靜置于光滑固定斜面上,A上端連接有一輕彈簧.初始時,A靠在斜面底端固定擋板上,彈簧處于原長.某時刻起,在彈簧上端施加一平行于斜面的拉力F,使A由靜止開始沿斜面向上運動了一段距離,彈簧有一定伸長量,則在此過程下列說法正確的是( 。
A.拉力F做的功等于彈簧對A做的功
B.拉力F的功等于彈簧彈性勢能的增加量
C.拉力F的功等于彈簧與A組成系統(tǒng)的機械能的增加量
D.拉力F的功等于A的重力勢能的增加量

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.將一單擺向左拉至水平標(biāo)志線上,從靜止釋放,當(dāng)擺球運動到最低點時,擺線碰   到障礙物,擺球繼續(xù)向右擺動.用頻閃照相機拍到如圖所示的單擺運動過程的頻閃照片,以下說法不正確的是( 。
A.擺線碰到障礙物前后的周期比為3:2
B.擺線碰到障礙物前后的擺長之比為9:4
C.擺線經(jīng)過最低點時,半徑減小,擺線張力減小,系統(tǒng)機械能不變
D.擺線經(jīng)過最低點時,角速度變大,半徑減小,擺線張力變大

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