题目内容
【题目】如图所示,在矩形区域abcd内有匀强电场和匀强磁场.已知电场方向平行于ad边且由a指向d,磁场方向垂直于abcd平面,ab边长为L,ad边长为2L,一带电粒子从ad边的中点O平行于ab方向以大小为v0的速度射入磁场,恰好做匀速直线运动,若撤去电场,其他条件不变,则粒子从c点射出场区(粒子重力不计).下列说法正确的是( )
A. 磁场方向垂直abcd平面向外
B. 撤去电场后,该粒子在磁场中的运动时间为
C. 若撤去磁场,其他条件不变,则粒子在电场中运动时间为
D. 若撤去磁场,其他条件不变,则粒子射出电场时的速度大小为
【答案】BC
【解析】
设粒子带正电荷,则受到的电场力的方向向下,洛伦兹力的方向向上,由左手定则可得,磁场的方向垂直于纸面向里。同理,若粒子带负电,则受到的电场力的方向上,洛伦兹力的方向向下,由左手定则可得,磁场的方向垂直于纸面向里。故A错误;
B、撤去电场后,该粒子在磁场中做圆周运动,其运动的轨迹如图,
则:R2=(RL)2+(L)2,得:R=2L;由洛伦兹力提供向心力得:,得:;粒子运动的周期T,则:;粒子的偏转角θ:;所以:θ=;该粒子在磁场中的运动时间为:.故B正确;若撤去磁场,其他条件不变,则粒子在电场中做类平抛运动,运动时间:t′=.故C正确;电场与磁场同时存在时,粒子做匀速直线运动,则:qv0B=qE得:E=Bv0=;粒子在电场中的加速度:;粒子射出电场时沿电场方向的分速度:; 粒子的速度:,故D错误。故选BC。
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