问题
选择题
如图所示,水平放置的平板MN的上方是足够宽的匀强磁场区域,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里.许多质量为m、带电量为+q的粒子,以相同的速率v,沿位于纸面内的各个不同方向,由小孔射入磁场区域.不计重力,不计粒子间的相互影响.则带电粒子可能经过的区域的面积是( )
A.
π(3 2
)2mv qB
B.
π(1 2
)2mv qB
C.π(
)2mv qB
D.2π(mv qB)2
答案
由题意可知粒子在磁场中的运动半径R=
,所有粒子在磁场中半径相同,mv qB
由图可知,
由O点射入水平向右的粒子恰好应为最右端边界;随着粒子的速度方向偏转,粒子转动的轨迹圆可认为是以O点为圆心以2R为半径转动.
如图所示,
由几何图形可知,带电粒子可能经过的区域的面积为:
S=
πR2+1 2
π(2R)2=1 4
π(3 2
)2mv qB
所以选项A正确,选项BCD错误.
故选A.