题目内容
如图所示，在竖直放置的金属板M上放一个放射源C，可向纸面内各个方向射出速率均为v的α粒子，P是与金属板M平行的足够大的荧光屏，到M的距离为d．现在P与金属板M间加上垂直纸面的匀强磁场，调整磁感应强度的大小，恰使沿M板向上射出的α粒子刚好垂直打在荧光屏上．若α粒子的质量为m，电荷量为+2e．则（ ）
A．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B的大小为
B．磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度B的大小为
C．在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为2d
D．在荧光屏E能观察到的亮斑区的长度为4d
【答案】分析：α粒子在匀强磁场中，由于不考虑重力，因此仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动．由题意：恰使沿M板向上射出的α粒子刚好垂直打在荧光屏上，可得洛伦兹力的方向，从而确定磁场方向，由MP间距结合半径公式可求出磁感应强度．
解答：解：A、α粒子带正电，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，α粒子的轨道半径为d，由 2eBv=m
，得：B=
．故A、B错误．
C、亮斑区的上边界是沿M板向上射出的α 粒子，经
圆弧到达的a点；亮斑区的下边界是垂直M板射出的α 粒子，经
圆弧轨迹与屏相切的b点，如图所示，所以亮斑区的长度为2d．故C正确，D错误．
故选C．
点评：亮斑区的上边界是粒子沿M板向上射出的，而亮斑区的下边界是粒子垂直荧光屏射出的．
解答：解：A、α粒子带正电，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，α粒子的轨道半径为d，由 2eBv=m
，得：B=．故A、B错误．C、亮斑区的上边界是沿M板向上射出的α 粒子，经
圆弧到达的a点；亮斑区的下边界是垂直M板射出的α 粒子，经圆弧轨迹与屏相切的b点，如图所示，所以亮斑区的长度为2d．故C正确，D错误．故选C．
点评：亮斑区的上边界是粒子沿M板向上射出的，而亮斑区的下边界是粒子垂直荧光屏射出的．
练习册系列答案
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如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力．求：
如图所示，在竖直放置的半圆形光滑绝缘细管的圆心O处放一点电荷，将质量为m、电荷量为q的小球从管的水平直径的端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无作用力．若小球所带电荷量很小，不影响O点处的点电荷的电场，则放于圆心O处的点电荷在OB连线的中点处的电场强度大小（ ）
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如图所示，在竖直放置的光滑绝缘的半圆形细管的圆心O处放一点电荷，将质量为m、带电量为q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小为（ ）
（2012?东城区三模）如图所示，在竖直放置的金属板M上放一个放射源C，可向纸面内各个方向射出速率均为v的α粒子，P是与金属板M平行的足够大的荧光屏，到M的距离为d．现在P与金属板M间加上垂直纸面的匀强磁场，调整磁感应强度的大小，恰使沿M板向上射出的α粒子刚好垂直打在荧光屏上．若α粒子的质量为m，电荷量为+2e．则（ ）