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在xOy坐标系的Ⅰ、Ⅳ象限有垂直纸面向里的匀强磁场,在x轴上A点(L,0)同时以相同速率v沿不同方向发出a、b两个相同带电粒子(粒子重力不计),其中a沿平行+y方向发射,经磁场偏转后,均先后到达y轴上的B点(0,
3
L),则两个粒子到达B点的时间差为(  )
A.
3
πL
v
B.
4
3
πL
3v
C.
4πL
3v
D.
8πL
3v

做出ab的运动的轨迹如图,
对于a的运动轨迹,由几何关系得:
R2=(R-L)2+(
3
L)2

解得:R=2L
a粒子的偏转角:sinθ=
3
L
2L
=
3
2

所以:θ=
1
3
π

同理,由图可得b粒子的偏转角:β=
5
3
π

a粒子在磁场中运动的时间:tA=
θ?R
v
=
πR
3v
=
2πL
3v

b粒子在磁场中运动的时间:tB=
β?R
v
=
5πR
3v
=
10πL
3v

所以,它们到达B点的时间差:△t=tB-tA=
10πL
3v
-
2πL
3v
=
8πL
3v

故选:D
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图表示,在磁感强度为B的水平匀强磁场中,有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直磁场方向放置,细棒与水平面夹角为α.一质量为m、带电荷为+q的圆环A套在OO′棒上,圆环与棒间的动摩擦因数为μ,且μ<tanα.现让圆环A由静止开始下滑,试问圆环在下滑过程中:
(1)圆环A的最大加速度为多大?获得最大加速度时的速度为多大?
(2)圆环A能够达到的最大速度为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量为q=1.0×10-5C的带正电粒子P(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压为U2.金属板长L=20cm,两板间距d=20cm,上极板带正电,下极板带负电.粒子经过偏转电场后进入右侧垂直纸面向里的水平匀强磁场中,位于磁场左侧的理想边界紧邻偏转电场,磁场中其余区域没有边界.磁场磁感应强度为B.求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度大小?
(2)若粒子一定会由偏转电场进入磁场中,偏转电压U2满足什么条件?
(3)在(2)前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入偏转电场,则磁感应强度B应满足什么条件?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示为两个横截面分别为圆和正方形,磁感应强度相同的匀强磁场,圆的直径和正方形的边长相等,两个电子分别以相同的速度同时飞人两个磁场区域,速度方向均与磁场方向垂直,进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心;进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界,从中点进入.则下面判断正确的是(  )
A.两电子在两磁场中运动时,其半径一定相同
B.两电子在磁场中运动的时间有可能相同
C.进入圆形磁场区域的电子可能先飞离磁场
D.进入圆形磁场区域的电子可能后飞离磁场

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图,在x轴的上方(y≥0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电量为q的正离子,速率都为v.对哪些在xy平面内运动的离子,在磁场中可能到达的最大x=______,最大y=______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,在X>0,Y>0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于XOY平面向里,大小为B.现有一质量为m、电量为q的带正电粒子,从在x轴上的某点P沿着与x轴成300角的方向射入磁场.不计重力的影响,则下列有关说法中正确的是(  )
A.只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点
B.粒子一定不可能通过坐标原点
C.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
πm
Bq
D.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
πm
6Bq

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图为回旋加速器的示意图.其核心部分是两个D型金属盒,置于磁感应强度大小恒定的匀强磁场中,并与高频交流电源相连.带电粒子在D型盒中心附近由静止释放,忽略带电粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应.欲使粒子在D型盒内运动的时间增大为原来的2倍,下列措施可行的是(  )
A.仅将磁感应强度变为原来的2倍
B.仅将交流电源的电压变为原来的
1
2
C.仅将D型盒的半径变为原来的
2
D.仅将交流电源的周期变为原来的2倍

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

图是回旋加速器的原理图,设在D型盒上半面中心出口处A有一正离子源(离子出发时初速不计),正离子的带电量为q,质量为m,加速时电极间电压大小为U,磁场的磁感强度为B,求:
(1)离子在下半盒中第1条和第k条轨道半径之比为为多少?
(2)设D型盒的半径为R,离子能获得的最大动能为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如右图是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为BE.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小

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