题目内容
【题目】如图所示,在虚线宽度范围内,存在方向垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场,某种正离子以初速度v0垂直于左边界射入,离开右边界时偏转角度为θ。在该宽度范围内,若只存在竖直向下的匀强电场,该离子仍以原来的初速度穿过该区域,偏角角度仍为θ(不计离子的重力),则下列判断正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度大小为
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 离子穿过电场和磁场的时间之比为
D. 离子穿过电场和磁场的时间之比为
【答案】AC
【解析】
粒子在电场中做类平抛运动,在磁场中做匀速圆周运动,由类平抛运动规律、牛顿第二定律可以求出电场强度大小.求出粒子在电场与磁场中的运动时间,然后求出时间之比.
设虚线宽度为d,离子在电场中做类平抛运动,竖直方向:vy=v0tanθ;vy=at=t;水平方向:d=v0t;
离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qv0B=m;由几何知识可知,轨道半径: ;由以上各式联立解得:,故A正确,B错误;离子在电场中运动的时间为:;离子在磁场中运动的时间:;解得:,故C正确,D错误;故选AC。
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