题目内容

(2011?广东三模)如图所示,一平行板电容器,板长为2d,板间距离为d.一带电量为q、质量为m的正离子(重力不计)以速度为v0贴近左极板,与极板平行的方向射入,恰沿右极板下边缘射出.在右极板右边空间存在垂直纸面方向的匀强磁场(未标出).要使正离子在磁场中运动后,又能直接从右极板上边缘进入电场,则(  )
分析:粒子在电场中做类似平抛运动,离开电场后做匀速圆周运动;画出轨迹图后,根据平抛运动和匀速圆周运动的相关知识列式求解.
解答:解:A、B、粒子在电场中做类似平抛运动,离开电场后做匀速圆周运动,轨迹如图

粒子带正电荷,根据左手定则,磁场方向垂直纸面向内,故A正确,B错误;
C、对于抛物线运动,速度偏向角的正切值等于位移偏向角正切值的两倍,即tanα=2tanβ=2?
y
x
=1,故α=45°,又由于tanα=
vy
vx
=
vy
v0
,故vy=v0v=
2
v0

根据几何关系,圆周运动的轨道半径为R=
2
d

圆周运动中,洛伦兹力提供向心力,有qvB=m
v2
R

解得
B=
mv0
qd

故C正确;
D、磁场中运动时间为:t=
3
4
T=
3
2
π?
2
d
v 
=
3
2
π?
2
d
2
v0
=
3πd
2v0
,故D错误;
故选AC.
点评:本题关键是画出运动轨迹,然后根据类平抛运动和匀速圆周运动的规律列式求解.
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