题目内容

(2008?湖南模拟)如图,在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B.现有一质量为m、电量为q的带电粒子,在x轴上到原点的距离为x0的P点,以平行于y轴的初速度射入此磁场,在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场.不计重力的影响.由这些条件可知(  )
分析:由垂直于y轴离开磁场,可得粒子通过y轴的位置,同时可知粒子的轨迹是圆周,确定了运动半径为x0,根据洛伦兹力提供向心力,可求得速度.因粒子运动
1
4
周期,运动时间为
1
4
T.
解答:解:
由题意可知,带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示,可知离开磁场通过y轴时的位置的位置为y=x0
并得到运动的半径为R=x0,由半径公式R=
mv0
qB
可求出粒子的速度为v0=
qBx0
m

带电粒子是垂直于y轴离开磁场的,顾可知带电粒子在磁场中运动了
1
4
圆周,即时间是
1
4
T,又因T=
2πm
qB
,粒子的运动时间为t=
πm
2qB
.故ABC正确.
故选:ABC
点评:首先根据题意判断带电粒子的偏转方向是解决此题的关键,根据偏转方向,画出运动轨迹的草图,可分三步走:
(1)、画轨迹:即确定圆心,用几何方法球半径并画出轨迹.
(2)、找联系:轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系、偏转角与圆心角、运动时间相联系.
(3)、用规律:即牛顿第二定律和圆周运动的规律,特别是半径公式和周期公式.
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