问题 选择题

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

单项选择题
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