如图所示,一个质子(11H)和一个α粒子(42He)先后垂直于磁场方向进入同一匀强磁场中,在磁场中的轨道半径相同,经过半个圆周从磁1,3,5场出来.关于它们在磁场中的运动情况,正

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,一个质子(
 11
H
)和一个α粒子(
 42
He
)先后垂直于磁场方向进入同一匀强磁场中,在磁场中的轨道半径相同,经过半个圆周从磁1,3,5场出来.关于它们在磁场中的运动情况,正确的是(  )
①质子和α粒子的在磁场中运动的动能相同
②质子和α粒子在磁场中受到的向心力的大小相同
③质子和α粒子在磁场中运动的时间相同
④质子和α粒子在磁场中运动的动量的大小相同.
A.①②B.①③C.②④D.③④
魔方格

◎ 答案

①由qvB=m
v2
r
,动能Ek=
1
2
mv2
,得:r=
mv
qB
=

2mEk
qB

轨道半径r相同,质子与α粒子

m
q
相等,r相等,则得动能Ek相同.故①正确.
②在磁场中受到的向心力的大小等于洛伦兹力的大小,公式为F=qvB.由于质子与α粒子的电量分别为e和2e,质量之比为1:4,r相同,由r=
mv
qB
得质子与α粒子的速率之比为2:1
则由F=qvB得知:它们的洛伦兹力相同.故②正确.
③两个粒子在磁场中运动的时间为各自周期的
1
2
.周期公式为T=
2πm
qB
,与比荷成反比,则得质子与α粒子的周期之比为1:2.故质子和α粒子在磁场中运动的时间不相同.故③错误.
④由r=
mv
qB
,动量P=mv,则得P=qBr,r、B相同,q不同,则P不同.故④错误.
故选A

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一个质子(11H)和一个α粒子(42He)先后垂直于磁场方向进入同一匀强磁场中,在磁场中的轨道半径相同,经过半个圆周从磁1,3,5场出来.关于它们在磁场中的运动情况,正…”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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