题目内容

4.如图所示,在半径为R的园内有一磁感应强度为B的垂直纸面向外的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力).从A点对着圆心方向垂直射向磁场,从C点飞出,则(  )
A.粒子带正电
B.粒子的轨道半径为R
C.带点粒子从C点飞出时,偏向角为60°
D.粒子在磁场中运动的时间为$\frac{πm}{3Bq}$

分析 带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力,使粒子做匀速圆周运动.根据左手定则判断粒子的电性.画出粒子运动的轨迹,由几何知识可求出可求出轨道半径,并确定出速度偏转角;根据轨道的圆心角θ,由t=$\frac{θ}{2π}$T求解时间.

解答 解:AC、B带电粒子沿半径方向入射,如图可知,经过磁场速度偏转角为60°后又沿半径方向出射,根据左手定则可知,粒子带正电,故AC正确;
B、带电粒子沿半径方向入射,经过磁场偏转后又沿半径方向出射,画出粒子的运动轨迹如图所示,根据几何关系可知,轨迹对应的圆心角 θ=60°,则轨道半径为 r=Rtan60°=$\sqrt{3}$R.故B错误;
D、带电粒子沿半径方向入射,经过磁场偏转60°后又沿半径方向出射.由于粒子的周期公式 T=$\frac{2πm}{qB}$,则粒子在磁场中运动的时间为 t=$\frac{θ}{360°}$T=$\frac{60°}{360°}$×$\frac{2πm}{qB}$=$\frac{πm}{3qB}$,故D正确;
故选:ACD.

点评 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,同时还利用圆弧的几何关系来帮助解题.注意圆形磁场的半径与运动轨迹的半径的区别,圆形磁场的夹角与运动轨迹对应的圆心角的不同.

练习册系列答案
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14.“神舟”五号飞船:我国首位宇航员杨利伟乘坐的“神舟”五号载人飞船,于北京时间2003年10月15日9时,在酒泉卫星发射中心顺利升空.按照预定计划在太空飞行了近21个小时,绕地球14圈后,返回舱于16日6时23分在内蒙古中部地区安全着陆.这标志着我国首次载人航天飞行获得圆满成功,成为世界上第三个掌握载人航天技术的国家.
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A.飞船内座椅对宇航员的作用力大于宇航员对座椅的作用力
B.飞船内宇航员对座椅的作用力大于宇航员的重力
C.宇航员处于失重状态                 
D.利用了反冲原理
(2)飞船由近地点约200km、远地点约343km高度的椭圆轨道,变轨到距地面343km的圆形轨道上做匀速圆周运动时A
A.速度变小,周期变长,势能增加       B.速度变大,周期变短,势能增加
C.速度变小,周期变长,势能减小       D.速度变大,周期变短,势能减小
(3)当返回舱降到距地面30km时,回收着陆系统启动工作,相继完成拉出天线、抛掉底盖等一系列动作.当返回舱距地面20km时,速度减为200m/s而匀速下落,此阶段重力加速度为g′,所受空气的阻力为f=$\frac{ρ{v}^{2}S}{2}$,其中ρ为大气的密度.v是返回舱的运动速度,S为阻力作用的面积.试写出返回舱在速度为200m/s时的质量表达式
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