(2014•温州二模)如图,在Ⅰ、Ⅱ两个区域内存在磁感应强度均为B的匀强磁场,磁场方向分别垂直于纸面向外和向里,AD、A

(2014•温州二模)如图,在Ⅰ、Ⅱ两个区域内存在磁感应强度均为B的匀强磁场,磁场方向分别垂直于纸面向外和向里,AD、AC边界的夹角∠DAC=30°,边界AC与边界MN平行,Ⅱ区域宽度为d.质量为m、电荷量为十q的粒子可在边界AD上的不同点射入,入射速度垂直AD且垂直磁场,若入射速度大小为[qBd/m],不计粒子重力,则(  )
A.粒子在磁场中的运动半径为[d/2]
B.粒子距A点0.5d处射入,不会进人Ⅱ区
C.粒子距A点1.5d处射人,在Ⅰ区内运动的时间为[πm/qB]
D.能够进入Ⅱ区域的粒子,在Ⅱ区域内运动的最短时间为[πm/3qB]
MARRILA 1年前 已收到1个回答 举报

有氧精灵 幼苗

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解题思路:粒子射入磁场后受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律可求得粒子的轨迹半径和周期,画出临界轨迹,找出轨迹对应的圆心角θ,由t=
θ
T
求时间.

A、粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
qvB=m
v2
r
其中:v=[qBd/m]
解得:r=d,故A错误;
B、画出恰好不进入Ⅱ区的临界轨迹,如图所示:

结合几何关系,有:
AO=[r/sin30°]=2r=2d
故从距A点0.5d处射入,会进入Ⅱ区,故B错误;
C、粒子距A点1.5d处射人,在Ⅰ区内运动的轨迹为半个圆周,故时间为:
t=[T/2]=[πm/qB],故C正确;
D、从A点进入的粒子在磁场中运动的轨迹最短(弦长也最短),时间最短,轨迹如图所示:

轨迹对应的圆心角为60°,故时间为:
t=[T/6]=[πm/3qB],故D正确.
故选:CD.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动.

考点点评: 本题是常见的带电粒子在磁场中运动的问题,画出轨迹,运用几何关系和牛顿第二定律等知识进行求解.

1年前

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