题目内容
【题目】如图所示,M.N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为,质量为m(不计重力)从P经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为
,孔Q到板的下端C的距离为L,当M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上,则( )
A.两板间电压的最大值
B.CD板上可能被粒子打中区域的长度
C.粒子在磁场中运动的最长时间
D.能打到N板上的粒子的最大动能为
【答案】BD
【解析】
试题分析:当M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板的H点上,则其轨迹圆心在C点,,故轨迹半径
,由牛顿第二定律得
,粒子在MN间加速时,有
,联立得到;
,故选项A错误;设轨迹与CD板相切与K点,半径为
,在
中:
,可得:
。即KC长等于
,所以CD板上可能被粒子打中的区域即为HK的长度,
,故选项B正确;打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长,均为半周期,粒子运动的周期为
,所以最长时间
,故选项C错误;当粒子轨迹与CD相切时,其轨迹半径最大,即速度最大,由牛顿第二定律:
,解得:
,则
,故选项D错误。

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