如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用,则带电粒子在磁场中作下列运动可能成立的是( )A.匀速直线运动B.匀变速直线运动C.平抛运动D.匀变速曲线运动
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如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用,则带电粒子在磁场中作下列运动可能成立的是( )A.匀速直线运动 | B.匀变速直线运动 | C.平抛运动 | D.匀变速曲线运动 |
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答案
带电粒子进入磁场后,根据速度的方向与磁场的方向之间的关系,有三种运动的情况: 1.速度的方向与垂直的方向平行,此时带电粒子不受洛伦兹力的作用,所以带电粒子做匀速直线运动. 2.速度的方向与磁场的方向垂直,出生时带电粒子受到与速度方向垂直的洛伦兹力,由于洛伦兹力始终与速度垂直,所以粒子做匀速圆周运动. 3.速度的方向与磁场的方向之间的有任意夹角(≠90°),此时粒子的运动可以分解成两个分运动,合起来是匀速螺旋运动. A、由以上的分析可知,速度的方向与垂直的方向平行时,带电粒子做匀速直线运动.故A正确; B、匀变速运动是指的加速度不变的运动,如果运动电荷除磁场力外不受其它任何力的作用,洛伦兹力的方向与速度方向垂直,所以粒子一定做曲线运动.故B错误; C、D、如果做匀变速运动说明加速度的方向是始终不变的,而洛伦兹力大小F=qvB,方向始终与速度的方向垂直,即方向始终都在变化,所以粒子的加速度是变化的,不可能是匀变速曲线运动.平抛运动是一种匀变速曲线运动.故C错误,D错误. 故选:A. |
举一反三
如图所示是说明示波器工作原理的示意图,已知两平行板间的距离为d、板长为l.电子经电压为U1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场,设电子质量为m、电量为e.求: (1)经电场加速后电子速度v的大小; (2)要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大,两平行板间的电压U2应是多大?
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如图图甲所示,在两平行金属板的中线OO′某处放置一个粒子源,粒子源沿OO′方向连续不断地放出速度v0=1.0×105m/s的带正电的粒子.在直线MN的右侧分布范围足够大的匀强磁场,磁感应强度B=0.01πT,方向垂直纸面向里,MN与中线OO′垂直.两平行金属板的电压U随时间变化的U-t图线如图乙所示.已知带电粒子的荷质比=1.0×108C/kg,粒子的重力和粒子之间的作用力均可忽略不计,若t=0.1s时刻粒子源放出的粒子恰能从平行金属板边缘离开电场(设在每个粒子通过电场区域的时间内,可以把板间的电场看作是恒定的).求: (1)在t=0.1s时刻粒子源放出的粒子离开电场时的速度大小和方向. (2)从粒子源放出的粒子在磁场中运动的最短时间和最长时间.
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如图所示,坐标系xoy平面内的坐标原点O处有一粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带负电的粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xoy平面内.在直线x=a与x=2a之间存在垂直xoy平面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,已知从坐标点D(a,a)入射到磁场中的粒子垂直磁场边界射出,不计粒子的重力.求:
(1)从D点入射的粒子在磁场中运动的时间; (2)粒子的速率; (3)在磁场中运动时间最长的粒子的运动时间. |
带电量相等的两粒子分别垂直进人同一匀强磁场中做匀速圆周运动,如果它们的圆周运功半径恰好相等,这说明它们在刚进入磁场时( )A.速率相等 | B.质量和速率的乘积相等 | C.质量相等 | D.动能相等 |
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如图,A、B、C三板平行,B板延长线与圆切于P点,C板与圆切于Q点.离子源产生的初速为零、带电量为q、质量为m的正离子被电压为U0的加速电场加速后沿两板间中点垂直射入匀强偏转电场,偏转后恰从B板边缘离开电场,经过一段匀速直线运动,进入半径为r的圆形匀强磁场,偏转后垂直C板打在Q点.(忽略粒子所受重力) (=2×104c/kg,U0=100V,偏转电场极板长l=6cm、板间距d=2cm,r=4cm) 求:(1)偏转电压U; (2)粒子进入磁场时速度的大小及速度与B板的夹角; (3)磁感应强度B的大小.
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