题目内容
【题目】一底角为60°的等腰梯形ABCD内部(包括边界)有垂直于纸面向内、磁感应强度为B0的匀强磁场,一质量为m,电量为q且带负电的粒子以大小v
的速率从A处垂直于磁场向各个方向入射,已知等腰梯形的上底长为d,下底长为3d,忽略带电粒子的重力.以下说法正确的是
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A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为d
B. 粒子能从C点离开磁场
C. 粒子不能从BC边上距离C点d处离开磁场
D. 粒子能够垂直于AB边从AB边离开磁场
【答案】AC
【解析】
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,应用牛顿第二定律求出粒子的轨道半径,然后分析粒子运动过程,根据题意分析答题.
A.由
得带电粒子在磁场中的运动半径为d,选项A正确;
B.A、C之间的距离大于2d,所以粒子不可以从C点离开磁场,B错误;
C.设BC边上距离C点d处为E点,由已知可得AB边、CD边均为2d,所以AE的长度也为2d,若要粒子从E点离开,则必须从A点垂直于AE进入磁场,而这样的粒子从A点就离开了磁场,所以不存在这样的粒子轨迹,选项C正确;
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D.因为AB边的长度等于轨迹圆的直径2d,所以要使粒子垂直于AB边离开磁场,则只能从A点垂直于AB进入磁场,在磁场中的运动轨迹是半圆,这样的半圆与BC边一定相交,所以不可能垂直于AB边而从AB边离开磁场,选项D错误。
故选AC.
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