题目内容
6.如图所示,含有${\;}_{1}^{1}$H、${\;}_{1}^{2}$H、${\;}_{2}^{4}$He的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器,沿直线O1O2运动的粒子在小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场,最终打在P1、P2两点.则( )A. | 打在P1点的粒子是${\;}_{2}^{4}$He | |
B. | 打在P2点的粒子是${\;}_{1}^{2}$H和${\;}_{2}^{4}$He | |
C. | O2P2的长度是O2P1长度的2倍 | |
D. | 粒子在偏转磁场中运动的时间都相等 |
分析 从粒子速度选择器中射出的粒子具有相等的速度,然后结合带电粒子在磁场中运动的半径公式r=$\frac{mv}{Bq}$周期公式T=$\frac{2πm}{qB}$即可分析求解.
解答 解:带电粒子在沿直线通过速度选择器时,电场力与洛伦兹力大小相等方向相反,即:
qvB=qE
所以:v=$\frac{E}{B}$
可知从粒子速度选择器中射出的粒子具有相等的速度.
A、带电粒子在磁场中做匀速直线运动,洛伦兹力提供向心力,所以:qvB=$\frac{m{v}^{2}}{r}$
所以:r=$\frac{mv}{qB}$
可知粒子的比荷越大,则运动的半径越小,所以打在P1点的粒子是${\;}_{1}^{1}$H,打在P2点的粒子是${\;}_{1}^{2}$H和${\;}_{2}^{4}$He.故A错误,B正确;
C、由题中的数据可得,${\;}_{1}^{1}$H的比荷是${\;}_{1}^{2}$H和${\;}_{2}^{4}$He的比荷的2倍,所以${\;}_{1}^{1}$H的轨道的半径是${\;}_{1}^{2}$H和${\;}_{2}^{4}$He的半径的$\frac{1}{2}$倍,即O2P2的长度是O2P1长度的2倍.故C正确;
D、粒子运动的周期:T=$\frac{2πr}{v}$,三种粒子的比荷不相同,所以粒子在偏转磁场中运动的时间不相等.故D错误.
故选:BC
点评 该题考查带电粒子在磁场中的运动与粒子的速度选择器的原理,解答的关键是明确粒子经过速度选择器后的速度是相等的!
练习册系列答案
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D. | 物体在做自由落体运动时,分子势能越来越小 | |
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A. | QA=1×10-8C,QB=1×10-8C | B. | QA=2×10-8C,QB=0 | ||
C. | QA=0,QB=2×10-8C | D. | QA=5×10-8C,QB=-3×10-8C |
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A. | 物体B对水平面的压力大小为Mg | |
B. | 物体B受到水平面的摩擦力大小为$\frac{mg}{tanθ}$ | |
C. | 滑块A与竖直挡板之间的弹力大小为mgtanθ | |
D. | 滑块A对物体B的压力大小为$\frac{mg}{cosθ}$ |