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如图所示,在x>0、y>0空间存在一恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B.现把α粒子(42He的原子核)和质子(11H)在x轴上的P点以相同速度垂直于x轴射入此磁

网友投稿  2023-04-06 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,在x>0、y>0空间存在一恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B.现把α粒子(
 42
He
的原子核)和质子(
 11
H
)在x轴上的P点以相同速度垂直于x轴射入此磁场,两粒子在磁场中运动轨迹如图中虚线所示,其中一个粒子由坐标原点垂直于x轴射出磁场,另一个粒子在y轴上的Q点垂直于y轴射出磁场.以下关于上述过程的说法正确的是(  )
A.从O点射出磁场的是α粒子,从Q点射出磁场的是质子
B.α粒子与质子在磁场中作圆周运动的半径之比为1:2
C.α粒子与质子在磁场中运动轨迹的长度不相等
D.α粒子与质子在磁场中运动时间相等
魔方格

◎ 答案

A、B、根据洛伦兹力提供向心力,有qvB=m
v2
R
,解得R=
mv
qB

故α粒子与质子在磁场中作圆周运动的半径之比为
rα
rH
=
mα
mH
?
qH
qα
=
4
1
×
1
2
=
2
1
,故A错误,B错误;
C、由几何关系,两段圆弧的半径之比为2:1,故圆弧长度之比为:SαSH=Rα?
π
2
RH?π=1:1
,即两段圆弧的长度相等,故C错误;
D、周期T=
2πr
v
=
2πm
qB

由于tα=
1
4
Tα
tH=
1
2
TH

故tα:tH=
90°
360°
Tα
180°
360°
TH
=1:1,故D正确;
故选D.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在x>0、y>0空间存在一恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B.现把α粒子(42He的原子核)和质子(11H)在x轴上的P点以相同速度垂直于x轴射入此磁…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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