题目内容

5.如图所示,一个带大量正电荷的金属球固定在O点,在以O为圆心、不同半径的同心圆上有三只电子枪A、B、C,可以发射不同速度的电子,调节电子枪发射电子的速度,可以使电子都能绕金属球做匀速圆周运动.则(  )
A.A、B、C发射的电子速度大小必须满足vA>vB>vC
B.若A、C与金属球心之间的距离之比为2:1,则A、C发射的电子速度大小必须满足vA:vC=1:2
C.若A、C与金属球心之间的距离之比为2:1,则A、C发射的电子速度大小必须满足vA:vC=1:4
D.若A、C与金属球心之间的距离之比为2:1,则A、C发射的电子的运动周期必须TA:TC=2$\sqrt{2}$:1

分析 电子绕金属球作圆周运动,之间的电电力提供向心力,根据圆周运动的公式即可判断

解答 解:A、库仑力提供电子作圆周运动所需要的向心力,故$F=k\frac{Qq}{{r}^{2}}$,根据$F=\frac{m{v}^{2}}{r}$可知$v=\sqrt{\frac{kQq}{mr}}$,故半径越大,速度越小,故A、B、C发射的电子速度大小必须满足vA<vB<vC,故A错误;
B、根据$v=\sqrt{\frac{kQq}{mr}}$,可知,则A、C发射的电子速度大小必须满足vA:vC=$\sqrt{2}:1$,故BC错误;
D、根据T=$\frac{2πr}{v}$可知,A、C发射的电子的运动周期必须TA:TC=2$\sqrt{2}$:1,故D正确;
故选:D

点评 本题主要考查了带电体间的库仑力提供向心力判断线速度周期的大小;

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