题目内容

【题目】如图所示,平行边界间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为,两边界的间距为, 上有一粒子源,可在纸面内沿各个方向向磁场中射入质量均为、电荷量均为的粒子,粒子射入磁场的速度大小 ,不计粒子的重力,则粒子能从边界射出的区域长度与能从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】粒子在磁场中只受洛伦兹力作用,做匀速圆周运动,故有: 则粒子运动半径为由左手定则得: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,由几何关系得:落点在PQA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,由几何关系得:落点在PQA点上侧距离为: 故粒子能从PQ边界射出的区域长度为: 因为R<d,故粒子在MN上的落点为AA点上方处,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故选C.

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