题目内容

11.如图所示,在x轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的两个不同的匀强磁场,y轴右侧的磁场磁感应强度的大小为B.一个离子以速率v由O点沿x轴正方向射入磁场区域,不计离子所受重力,图中曲线表示离子运动的轨迹,其中轨迹与y轴交点为M,轨迹与x轴交点为N,且OM=ON=L,由此可判断(  )
A.这个离子带负电
B.y轴左侧的磁场磁感应强度的大小为2B
C.离子的比荷为$\frac{q}{m}$=$\frac{v}{{L}_{B}}$
D.离子在y轴左侧运动的时间与在y轴右侧运动的时间相等

分析 相同的离子以相同的速率从O点射入,在磁场中受洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,从而发生偏转.由左手定则结合磁场方向可确定粒子的电性;再由M点的坐标可确定粒子在磁场中运动的半径,从而求出磁感应强度大小.粒子所能到达最远处,就是运动轨迹达到半圆处.

解答 解:A、由题意可知,离子刚进入磁场时所受洛伦兹力竖直向上,由左手定则可知,离子带正电,故A错误;
B、离子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得:r=$\frac{mv}{qB}$,在y轴的左侧离子轨迹半径变为原来的2倍,则磁感应强度变为原来的一半,即$\frac{1}{2}$B,故B错误;
C、离子在y轴右侧运动的轨迹半径为$\frac{1}{2}$L,根据qvB=m$\frac{{v}^{2}}{\frac{1}{2}L}$,解得:$\frac{q}{m}$=$\frac{2v}{LB}$,故C错误;
D、离子做圆周运动的周期:T=$\frac{2πm}{qB}$,T右=$\frac{2πm}{qB}$,T左=$\frac{2πm}{q×\frac{1}{2}B}$=$\frac{4πm}{qB}$,离子在y轴左侧的运动时间:t左=$\frac{1}{4}$T左=$\frac{πm}{qB}$,离子在y轴右侧的运动时间:t右=$\frac{1}{2}$T右=$\frac{πm}{qB}$,则t左=t右,故D正确;
故选:D.

点评 本题考查了离子在磁场中的运动,分析清楚粒子的运动过程,应用牛顿第二定律与粒子周期公式即可正确解题;带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为:定圆心、画轨迹、求半径.要掌握左手定则,熟练运用牛顿第二定律研究半径.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网