局部空间的地磁场对宇宙射线的作用原理可以用如下的简化模型来研究。如图所示,正圆柱体形状的空间内存在沿轴线方向、大小为B的匀强磁场。一个电量大小为e、质量为m的电子以v0的初速度从圆柱体的底面O点出发,沿与轴线成30角的方向射入磁场,一段时间后恰好经过该圆柱体空间的另一底面圆心O点。不考虑洛伦兹力以外的其它力,下列说法不正确的是( )
A.圆柱体空间的底面半径一定不小于 |
B.电子在圆柱体空间内运动的时间可能为 |
C.圆柱体空间的高可能为 |
D.电子在圆柱体空间内运动的某段时间里动量变化量可能为零 |
更新时间:2023-12-09 12:41:13
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【知识点】 带电粒子在弧形边界磁场中运动
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【推荐1】如图所示,在扇形区域AOC内存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场,圆弧AC有磁场,OC边没有磁场,∠AOC=60°。甲,乙两个带负电的粒子均从A点以相同的初速度垂直OA方向射入磁场,甲从OC边的中点离开磁场,乙恰好沿OC边离开磁场。粒子重力及粒子间的作用力不计。下列说法正确的是( )
A.甲、乙在磁场中运动的轨道半径之比为(4-6):1 |
B.甲、乙的比荷之比为(4-6):1 |
C.甲、乙在磁场中运动的时间之比为(4+6):15 |
D.甲、乙在磁场中运动的角速度大小之比为(2+3):6 |
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【推荐2】在科学研究中,经常用施加适当的磁场来实现对带电粒子运动的控制。在如图所示的平面坐标系xOy内,以坐标原点O为 圆心、半径为R的圆形区域外存在范围足够大的匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面。一质量为m、带电荷量为的粒子从沿y轴正方向射入磁场,当入射速度为时,粒子从处进入无场圆形区域并射向原点O,不计粒子的重力,则( )
A.粒子第一次离开磁场时的运动时间为 |
B.粒子再次回到P点共需要2次通过原点O |
C.若仅将入射速度大小变为,则粒子离开P点后可以再回到P点 |
D.若仅将入射速度大小变为,则粒子离开P点后不可能再回到P点 |
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【推荐3】如图所示,在以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,AC、DE是相互垂直的两条直径。范围足够大的荧光屏GF与圆相切于E点,一粒子源放置在A点,同时在AD、AE之间(包含AD、AE)各个方向均匀发射N个速率相同的同种带电粒子,粒子的质量为m、电荷量为q,所有粒子经磁场偏转后均可垂直打在荧光屏上,并立刻被荧光屏吸收。不考虑粒子所受重力及粒子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A.粒子在磁场中做圆周运动的半径为R |
B.带电粒子的速度大小为 |
C.粒子打在荧光屏上区域的长度为 |
D.粒子在磁场中运动的最短时间为 |
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