题目内容

如图所示,有一垂直于纸向外的有界匀   强磁场,磁场的磁感应强度为B,其边界为一边长L的正三角形(边界上有磁场)ABC为三角形的三个顶点.今有一质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力),以速度从AB边上的某点P既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入,然后从BC边上某点Q射出.若从P点射入的该粒子能从Q点射出,则( )
A.PB<
B.PB<
C.QB
D.QB
【答案】分析:本题粒子的半径确定,圆心必定在经过AB的直线上,可将粒子的半圆画出来,然后移动三角形,获取AC边的切点以及从BC边射出的最远点.
解答:解:A、B、由半径公式可得粒子在磁场中做圆周运动的半径为R=,如图所示,当圆心处于O1位置时,粒子正好从AC边切过,并与BC边过,因此入射点P1为离开B最远的点,满足PB<,A正确,B错误;
C、D、当圆心处于O2位置时,粒子从P2射入,打在BC边的Q点,由于此时Q点距离AB最远为圆的半径,故QB最大,即QB≤,D正确,C错误.
故选:AD
点评:考查带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动.由于运动轨迹的对应的半径不变,所以当从不同的位置进入时,出磁场位置也不同,故当轨迹刚与BC相切或与BC垂直相交,是本题考虑的两种临界状态,也是解题的突破口.
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