问题
选择题
真空中有一长是宽2倍的矩形区域PMNQ,该区域中有正交的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子(不计重力)从左侧PQ边中点O垂直于电场和磁场的方向射入,恰能沿直线从MN边的中点O′射出,电场和磁场的方向如图所示.现只撤去磁场,粒子恰从N点射出;若只撤去电场,则此粒子将( )
A.从P、M之间的某点射出
B.从P点射出
C.从M、O′之间的某点射出
D.从M点射出
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答案
设粒子的质量为m,带电量为q,粒子射入电磁场时的速度为v0,则粒子沿直线通过场区时:Bqv0=Eq…①
撤去磁场后,在电场力的作用下,从c点射出场区,所以粒子应带正电荷;在此过程中,粒子做类平抛运动,设粒子的加速庶a,穿越电场所用时间为t,则有:
Eq=ma…②
L=
at2…③1 2
L=v0t…④
撤去电场后,在洛仑兹力的作用下,粒子做圆周运动,
洛仑兹力提供向心力:
qv0B=
…⑤mv2 r
由以上各式解得:r=L 2
粒子做圆运动的轨迹如图,粒子将从a点射出.
故选B