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如圖所示,一矩形區(qū)域abcd內充滿磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場(ab、dc邊足夠長),現從矩形區(qū)域ad邊的中點O處,垂直磁場射入一速度方向與ad邊夾角為30°、大小為v0的帶正電粒子,已知粒子質量為m,電荷量為q,ad邊長為l,重力影響不計,要使粒子從ab邊上射出磁場,則(  )
A.只要粒子的速度小于
Bql
3m
就能從ab邊上射出磁場
B.只要粒子的速度大于
Bql
3m
就能從ab邊上射出磁場
C.只要粒子的速度小于
Bql
m
就能從ab邊上射出磁場
D.速度在
Bql
3m
Bql
m
范圍內的粒子能從ab邊上射出磁場

(1)粒子帶正電,粒子運動的軌跡如圖所示,當粒子的速度不大于與R1相對應的速度v1時,粒子將恰好不從dc邊射出.
由幾何關系可得:R1=L…①
由洛侖茲力和向心力公式可得:qv1B=
m
v21
R1
… ②
當粒子的速度小于與R2相對應的速度v2時,粒子將從ad邊射出.
由幾何關系可得:R2+R2sin30°=
1
2
L
…③
由③式解得:R2=
1
3
L
…④
由洛侖茲力和向心力公式可得:qv2B=
m
v22
R2
…⑤
將①④式分別代入②⑤式可解得:v1=
qBL
m
;v2=
qBL
3m
…⑥
所以v0的取值范圍是:
qBL
3m
<v<
qBL
m
…⑦
故選:D
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一個不計重力的帶負電的粒子以速度v由坐標原點射入磁感應強度為B的勻強磁場中,速度方向與x軸、y軸均成45°,已知該粒子電量為-q,質量為m,則該粒子通過x軸和y軸時的坐標分別是( 。
A.x=
2
mv
qB
y=-
2
mv
qB
B.x=-
2
mv
qB
,y=
2
mv
qB
C.x=2
mv
qB
,y=0
D.x=0,y=2
mv
qB

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,在xoy平面內第二象限存在水平向左的勻強電場,場強為E,第一象限和第四象限存在垂直紙面向里的勻強磁場.有一質量為m,電荷量為e的電子,從x軸上的P點以某一初速度垂直于x軸進入電場,而后經過y軸上A點進入右側磁場做圓周運動,軌跡交于x軸上的C點,電子在C點的速度垂直于x軸指向y軸負方向,繼續(xù)運動從y軸上的某點離開磁場.已知P點坐標(-L,0),A點坐標(0,2L),忽略電子所受重力.求:
(1)電子從P點進入電場時的初速度大;
(2)勻強磁場的磁感應強度B的大小;
(3)電子從P點進入電場到離開磁場所經歷的時間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B.在xOy平面內,從原點O處沿與x軸正方向成θ角(0<θ<π)以速率v發(fā)射一個帶正電的粒子(重力不計).則下列說法正確的是(  )
A.若θ一定,v越大,則粒子在磁場中運動的時間越短
B.若θ一定,v越大,則粒子在磁場中運動的角速度越大
C.若v一定,θ越大,則粒子在磁場中運動的時間越短
D.若v一定,θ越大,則粒子在離開磁場的位置距O點越遠

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

一帶電粒子在磁感應強度是B的勻強磁場中作勻速圓周運動,如果它又順利進入另一磁感應強度是2B的勻強磁場(仍作勻速圓周運動),則( 。
A.粒子的速率加倍,周期減半
B.粒子的速率不變,軌道半徑減半
C.粒子的速率減半,軌道半徑不變
D.粒子的速率不變,周期減半

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,xOy平面內半徑為R的圓O'與y軸相切于原點O.在該圓形區(qū)域內,有與y軸平行的勻強電場和垂直于圓面的勻強磁場.一質量為m、電荷量為q的粒子(不計重力)從O點沿x軸正方向以某一速度射入,帶電粒子恰好做勻速直線運動,經T0時間從P點射出.
(1)若僅撤去磁場,帶電粒子仍從O點以相同的速度射入,經
T0
2
時間恰從圓形區(qū)域的邊界射出.求電場強度的大小和粒子離開電場時速度的大。
(2)若僅撤去電場,帶電粒子仍從O點射入,且速度為原來的2倍,求粒子在磁場中運動的時間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

等腰直角三角形ABC區(qū)域內(含邊界)有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B,t=0時刻有一束質量均為m、電荷量均為q的正離子由直角頂點B沿BC方向射入磁場,可認為所有離子都是同時進入磁場且各離子速度大小不等,不計離子的重力及離子間的相互作用,則( 。
A.同一時刻,磁場中的所有離子都在同一直線上
B.由AB邊界射出的離子在磁場中運動的時間均為
πm
qB
C.在磁場中的運動時間大于
πm
4qB
的離子將不會從AC邊射出
D.在磁場中的運動時間大于
3πm
4qB
的離子將不會從AC邊射出

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

[選做題]如圖所示,質量為為m、電量為q的帶電粒子,經電壓為U加速,又經磁感應強度為B的勻強磁場后落到圖中D點,求:
(1)帶電粒子在A點垂直射入磁場區(qū)域時的速率v;
(2)A、D兩點間的距離l.(g=10m/s2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,用一塊金屬板折成橫截面為“?”形的金屬槽磁感應強度為B的勻強磁場中,并以速度v1向右勻速運動,從槽口右側射入的帶電微粒的速度是v2,如果微粒進入槽后恰能做勻速圓周運動,則微粒做勻速圓周運動的軌道半徑r和周期T分別為( 。
A.
v1v2
g
v2
g
B.
v1v2
g
,
v1
g
C.
v1
g
v1
g
D.
v1
g
,
v2
g

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