题目内容

12.如图所示,正方形容器处于匀强磁场中,一束电子从孔a垂直于磁场沿ab方向射入容器中,其中一部分从c孔射出,一部分从d孔射出,容器处于真空中,则下列结论中正确的是(  )
A.从两孔射出的电子速率之比vc:vd=2:1
B.从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比tc:td=1:2
C.从两孔射出的电子在容器中运动的加速度大小之比ac:ad=$\sqrt{2}$:1
D.从两孔射出的电子在容器中运动的角速度之比ωc:ωd=2:1

分析 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有Bqv=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,得出半径公式r=$\frac{mv}{qB}$,根据半径关系得出粒子的速度关系.再根据加速度公式可确定运动的加速度之比.
带电粒子运行的周期T=$\frac{2πm}{qB}$,根据圆心角求出运行时间t=$\frac{θ}{2π}$T.从而求出运动时间之比.

解答 解答:解:设磁场边长为a,如图所示,粒子从c点离开,其半径为rc,粒子从d点离开,其半径为rd;

A、由Bqv=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,得出半径公式r=$\frac{mv}{qB}$,又由运动轨迹知  rc=2rd  则vc:vd=2:1,故A正确;        
B、由T=$\frac{2πm}{qB}$,根据圆心角求出运行时间t=$\frac{θ}{2π}$T.运行时间 td=$\frac{T}{2}$,tc=$\frac{T}{4}$.则tc:td=1:2,故B正确.
C、向心加速度:a=$\frac{{v}^{2}}{r}$,则ac:ad=2:1,故C错误;
D、加速度:ω=$\frac{θ}{t}$,$\frac{{ω}_{c}}{{ω}_{d}}$=$\frac{\frac{\frac{π}{4}}{{t}_{c}}}{\frac{\frac{π}{2}}{{t}_{d}}}$=$\frac{{t}_{d}}{2{t}_{c}}$=1:1,故D错误;
故选:AB.

点评 本题属于带电粒子在磁场中的偏转中典型题目,此类题的关键在于确定圆心及由几何关系求出半径.掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r=$\frac{mv}{qB}$,和周期公式T=$\frac{2πm}{qB}$.

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