如图所示,一矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场(ab、dc边足够长),现从矩形区域ad边的中点O处,垂直磁场射入一速度方向与ad边夹角为30°、大小为

◎ 题目

如图所示,一矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场(ab、dc边足够长),现从矩形区域ad边的中点O处,垂直磁场射入一速度方向与ad边夹角为30°、大小为v0的带正电粒子,已知粒子质量为m,电荷量为q,ad边长为l,重力影响不计,要使粒子从ab边上射出磁场,则(  )
A.只要粒子的速度小于
Bql
3m
就能从ab边上射出磁场
B.只要粒子的速度大于
Bql
3m
就能从ab边上射出磁场
C.只要粒子的速度小于
Bql
m
就能从ab边上射出磁场
D.速度在
Bql
3m
Bql
m
范围内的粒子能从ab边上射出磁场

◎ 答案

(1)粒子带正电,粒子运动的轨迹如图所示,当粒子的速度不大于与R1相对应的速度v1时,粒子将恰好不从dc边射出.
由几何关系可得:R1=L…①
由洛仑兹力和向心力公式可得:qv1B=
m
v21
R1
… ②
当粒子的速度小于与R2相对应的速度v2时,粒子将从ad边射出.
由几何关系可得:R2+R2sin30°=
1
2
L
…③
由③式解得:R2=
1
3
L
…④
由洛仑兹力和向心力公式可得:qv2B=
m
v22
R2
…⑤
将①④式分别代入②⑤式可解得:v1=
qBL
m
v2=
qBL
3m
…⑥
所以v0的取值范围是:
qBL
3m
<v<
qBL
m
…⑦
故选:D

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场(ab、dc边足够长),现从矩形区域ad边的中点O处,垂直磁场射入一速度方向与ad边夹角为30°、大小为…”主要考查了你对  【带电粒子在匀强磁场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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