题目内容

13.如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大),一对正、负电子分别以相同速度沿与x 轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入,则负电子与正电子在磁场中运动时间之比为:(不计正、负电子间的相互作用力)(  )
A.1:$\sqrt{3}$B.2:1C.$\sqrt{3}$:1D.1:2

分析 电子在磁场中做匀速圆周运动,求出电子在磁场中转过的圆心角,然后求出电子的运动时间之比.

解答 解:电子在磁场中做圆周运动的周期:T=$\frac{2πm}{eB}$相等,电子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示,
由几何知识可知:α=120°,β=60°,
电子在磁场中的匀速时间:t=$\frac{θ}{360°}$T,
负电子与正电子在磁场中运动时间之比:
$\frac{{t}_{-}}{{t}_{+}}$$\frac{β}{α}$=$\frac{60°}{120°}$=$\frac{1}{2}$;
故选:D.

点评 本题考查了求电子在磁场中的运动时间之比,考查了电子在磁场中的运动,分析清楚电子运动过程、作出电子运动轨迹是解题的关键,应用电子做圆周运动的周期公式即可解题,解题时注意几何知识的应用.

练习册系列答案
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18.在网上查到在弹性限度内弹簧的弹性势能Ep与弹簧的形变量x之间的关系为R=Ep=$\frac{1}{2}$kx2,于是他们设想,让弹簧的弹性势能全部释放出来推动物体沿不光滑的水平面运动,测量对应弹簧不同压缩量下物体滑行的距离,就可以定性地验证这一结论,他们设计了如下实验:将带有挡板的表面处处粗糙程度相同的木板固定在水平桌面上,将一根很轻的弹簧(原长约14cm),一端固定在挡板上,将一个做有标记的物块紧贴弹簧放置在弹簧原长处,并在木板侧面刻度尺自O点向左每间隔1cm做出刻度线,记作x0=-1cm、-2cm,并将刻度尺平行固定在木板侧面,并使其0刻线与O点重合,在进行实验时,使弹簧的压缩量以1cm递增,释放物块,并记录物块最终停止运动时标记所在位置,用刻度尺测量出该位置距离O点的距离,记作x1,记录的数据如图所示:

 次数n/次 1
 x0/cm-1-2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 
 x1/cm-0.90-0.200.60  2.40 5.00 8.40 12.60 17.58 21.00
据此请回答:
(1)第1、2组数据中的x1为负,表示的物理意义为物块停止运动时,弹簧没有恢复原长或弹簧的弹性势能没有全部释放出来.
(2)分析第3、4、5组数据,于是他们得出结论在弹性限度内,弹簧的弹性势能与弹簧的形变量的平方成正比.
(3)第9组数据明显有偏差的原因最可能是弹簧已明显超过弹性限度.
(4)若上述关系式成立,且弹簧的劲度系数已测出为k,则我们可以用表中的合适数据来求出物块与木板间的动摩擦因数μ,则还需要的一个测量工具是弹簧秤,须测量的物理量为mg(并用字母表示),则μ值的表达式为$μ=\frac{k{{x}_{0}}^{2}}{2mg({x}_{1}-{x}_{0})}$(用有关物理量的字母表示).

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