题目内容

(2009?安徽模拟)如图所示,在边长为L的正方形ABCD 区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场.一带电粒子(重力不计)以速度v 沿AB 边方向射人磁场,之后粒子恰好从CD 边的中点E 射出,则(  )
分析:根据带电粒子的出射情况,判断粒子带正电;画出粒子的运动的轨迹,再根据粒子运动轨迹的几何关系和半径的公式求解;
解答:解:A、由图意可知粒子沿顺时针方向运动,根据左手定则可得粒子带正电,故A错误;

B、粒子在磁场中的运动轨迹如图所示,几何关系是:r2=(
L
2
)2
+(L-r)2,所以粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为
5
8
L
,故B错误;
C、粒子射入磁场的速度为2v,方向不变,轨迹如图所示:

可得几何关系:L2+(r-x)2=r2,所以此时运动半径r′=
x2+L2
2x
=
2mv
qB

根据B中可知r=
5
8
L
=
mv
qB
,所以,可解得:x=
L
2
,故C正确;
D、根据周期公式可知,粒子运动时间与速度v无关,故D错误.
故选:C.
点评:本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动,要掌握半径公式,画出粒子的运动轨迹,结合几何图形解题.
练习册系列答案
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(2009?安徽模拟)在有“科学奥斯卡”之称的美国《科学》杂志2003年度世界科技大突破评选中,wulixue 中的“证明宇宙是由暗物质和暗能量‘主宰’”的观点名列榜首,成为当今科技突破中的头号热点.世界科技的发展显示,暗物质、暗能量正成为天体物理学研究的重点.宇宙的暗物质是不能直接观测到的东西,存在的依据来自于螺旋转的星系和星团,这些星系和星团以自身为中心高速旋转而没有分散开去,仅靠自身质量产生的引力远不足以把它们集合在一起的,一定存在暗物质,它的吸引力足以把这些旋转的星系牢牢抓住,根据对某一双星系统的光学测量确定该双星系统中每一个星体的质量都是M,两者相距L(L远大于星体的直径),它们正围绕两者连线的中点做圆周运动.
(1)若没有其他物质存在,试推断该双星系统的运动周期T.
(2)若试验上观测到的运动周期为T’,且T’:T=1:
(N>1),为了解释观测周期T’和(3)中理论上推算的双星运动的周期T不同,目前有一种理论认为,在宇宙中可能存在一种用望远镜也观测不到的暗物质,作为一种简化模型,我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质,而不考虑其他暗物质的影响,试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度.

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