如图所示,边OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边OA上有一粒子源S,t=0瞬间粒子源从平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互

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,边OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边OA上有一粒子源S,t=0瞬间粒子源从平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用),所有粒子的初速度大小相同,经过一段时间运动后有相当数量的粒子会从边OC射出磁场.∠AOC=60°,已知从边OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等
T
2
 (T为粒子在磁场中运动的周期),则下列哪些时间段内有粒子从边OC射出磁场(  )
A.
T
8
T
6
B.
T
6
T
4
C.
T
4
T
3
D.
T
3
T
2
魔方格

◎ 答案


魔方格
设OS=d.
粒子在磁场中运动做匀速圆周运动,所有粒子的速率相同,则轨迹的半径相同.入射点是S,出射点在OC直线上,出射点与S点的连线为轨迹的一条弦.当粒子轨迹的弦是直径时运动时间最长,根据几何知识,轨迹SD如图,则轨迹的直径为D=

3
d.当从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间最短时,轨迹的弦最短根据几何知识,作ES⊥OC,则ES为最短的弦,粒子从S到E的时间最短,由几何知识得,ES=

3
2
d=r,则圆心角θ=60°,故粒子在磁场中运动的最短时间为
T
6
.故在
T
6
-
T
2
时间内有粒子从边OC射出磁场.
故选BCD

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,边OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边OA上有一粒子源S,t=0瞬间粒子源从平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互…”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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