题目内容
【题目】如图所示,平行边界MN、PQ之间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,两边界间距为d,边界MN上有一粒子源A,可沿纸面内各个方向向磁场中输入质量均为m,电荷量均为+q的粒子,粒子射入磁场的速度大小v= 不计粒子的重力,则粒子能从PQ边界射出的区域长度与能从MN边界射出的区域长度之比为( )
A.1:1
B.2:3
C. :2
D. :3
【答案】C
【解析】解:粒子在磁场中只受洛伦兹力作用,做匀速圆周运动,故有: ,所以粒子运动半径: ;
由左手定则可得:粒子向运动方向左侧偏转做圆周运动;
当粒子沿AN方向进入磁场时,粒子打在PQ上的位置为粒子能从PQ边界射出的区域的最下端,由几何关系可得:此时,落点在PQ上A点下侧距离为: ;
粒子进入磁场的方向逆时针旋转,粒子打在PQ上的点上移,直到运动轨迹与PQ相切时,粒子打在PQ上的位置为粒子能从PQ边界射出的区域的最上端,由几何关系可得:此时,落点在PQ上A点上侧距离为: ;所以粒子能从PQ边界射出的区域长度为: ;
因为R<d,所以,粒子在MN上的落点为A到A点上方 处,所以,粒子能从PQ边界射出的区域长度与能从MN边界射出的区域长度之比为 ,C符合题意,ABD不符合题意;
所以答案是:C.
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