题目内容
如图所示,宽l=1cm的有界匀强磁场,纵向范围足够大,磁感应强度的方向垂直纸面向内,现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场,若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r=5cm,则( )A.右边界:-3cm<y<3cm有粒子射出
B.右边界:y>3cm和y<-3cm有粒子射出
C.左边界:y>6cm有粒子射出
D.左边界:0<y<6cm有粒子射出
【答案】分析:粒子垂直进入磁场后做匀速圆周运动,当粒子的轨迹恰好与x轴方向的右边界相切时,y值正值达到最大;当粒子沿-y轴方向射入磁场时,粒子从磁场右边界x轴下方射出时,y的负值达到最大,根据几何知识求解.
解答:
解:A、B当粒子的轨迹恰好与x轴方向的右边界相切时,如图,根据几何知识得到
y1=
=
cm=3cm
当粒子沿-y轴方向射入磁场时,粒子从磁场右边界x轴下方射出时,则有
y2=-
=-
cm=-3cm
所以右边界:-3cm<y<3cm有粒子射出.故A正确,B错误.
C、D由图可知,粒子只能x轴上方从左边界射出磁场,y的最大值为y=6cm.
所以左边界:0<y<6cm有粒子射出.
故C错误,D正确.
故选AD
点评:本题是边界问题,关键是画出粒子的运动轨迹,运用几何知识求解.
解答:
y1=
当粒子沿-y轴方向射入磁场时,粒子从磁场右边界x轴下方射出时,则有
y2=-
所以右边界:-3cm<y<3cm有粒子射出.故A正确,B错误.
C、D由图可知,粒子只能x轴上方从左边界射出磁场,y的最大值为y=6cm.
所以左边界:0<y<6cm有粒子射出.
故C错误,D正确.
故选AD
点评:本题是边界问题,关键是画出粒子的运动轨迹,运用几何知识求解.
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