如圖8所示，帶電粒子在真空環(huán)境中的勻強(qiáng)磁場里按圖示徑跡運(yùn)動(dòng).徑跡為互相銜接的兩段半徑不等的半圓弧，中間是一塊薄金屬片，粒子穿過時(shí)有動(dòng)能損失.試判斷粒子在上、下兩段半圓徑跡中哪段所需時(shí)間較長？（粒子重力不計(jì)）

圖8

解析：首先根據(jù)洛倫茲力方向（指向圓心），磁場方向以及動(dòng)能損耗情況，判定粒子帶正電，沿abcde方向運(yùn)動(dòng).

再求通過上、下兩段圓弧所需時(shí)間：帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)f洛=f向

Bqv0=ma向=mωv0=mv0

回旋周期T=,T僅由磁感應(yīng)強(qiáng)度B及粒子的比荷決定，與粒子速度v、回旋半徑R無關(guān).因此上、下兩半圓弧粒子通過所需時(shí)間相等.動(dòng)能的損耗導(dǎo)致粒子的速度減小，結(jié)果使得回旋半徑按比例減小，周期并不改變.

答案：所需時(shí)間相等

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013·北京東城區(qū)高三聯(lián)考，9題）如圖8所示，直線MN是某電場中的一條電場線（方向未畫出）。虛線是一帶電的粒子只在電場力的作用下，由a到b的運(yùn)動(dòng)軌跡，軌跡為一拋物線。下列判斷正確的是

　　　 A．電場線MN的方向一定是由N指向M

　　　 B．帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b的過程中動(dòng)能一定逐漸減小

　　　 C．帶電粒子在a點(diǎn)的電勢能一定大于在b點(diǎn)的電勢能

　　　 D．帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年云南昆明三中滇池中學(xué)高二上學(xué)期期末考試物理試卷（帶解析） 題型：單選題

回旋加速器是獲得高能帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源的兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，如圖8所示．若要增大帶電粒子從D形盒中射出時(shí)的動(dòng)能，可采用的方法是（   ）

A．增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度
B．增大電場的加速電壓
C．增大狹縫的距離
D．增大D形金屬盒的半徑

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科目：高中物理 來源：2014屆云南昆明三中滇池中學(xué)高二上學(xué)期期末考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

回旋加速器是獲得高能帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源的兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，如圖8所示．若要增大帶電粒子從D形盒中射出時(shí)的動(dòng)能，可采用的方法是（   ）

A．增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

B．增大電場的加速電壓

C．增大狹縫的距離

D．增大D形金屬盒的半徑

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖8所示，帶電粒子P所帶的電荷量是帶電粒子Q的3倍，它們以相等的速度v0從同一點(diǎn)出發(fā)，沿著跟電場強(qiáng)度垂直的方向射入勻強(qiáng)電場，分別打在M、N點(diǎn)，若OM＝MN，則P和Q的質(zhì)量之比為(　　)                                              

A．3∶4　　　　　　　　                     B．4∶3

C．3∶2                                                D．2∶3

圖8

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