选择题4.0分
物理

6.如图所示,在边长为L的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,有一带正电的电荷,从D点以v0的速度沿DB方向射入磁场,恰好从A点射出,已知电荷的质量为m,带电量为q,不计电荷的重力,则下列说法正确的是(  )

A

匀强磁场的磁感应强度为

B

电荷在磁场中运动的时间为

C

若减小电荷的入射速度,使电荷从CD边界射出,电荷在磁场中运动的时间会减小

D

若电荷的入射速度变为2v0,则粒子会从AB边的中点射出

正确答案及相关解析

正确答案

A

解析

A、由图可以看出粒子圆周运动的半径R=L,根据牛顿第二定律:,得:,故A正确;

B、根据周期公式,转过的圆心角为90°,则,故B错误;

C、若电荷从CD边界射出,则转过的圆心角均为180°,入射速度减小,根据周期公式,周期与速度无关,故电荷在磁场中运动的时间不变,故C错误;

D、若电荷的入射速度变为2v0,则半径变为2L,作出轨迹如图:

设DF为h,由几何知识:(2L-h)2+L2=(2L)2,得:,可见E不是AB的中点,即粒子不会从AB中点射出,故D错误;

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动

解题思路

由轨迹结合几何知识可以确定粒子圆周运动的半径,由牛顿第二定律列方程求出磁场强度;由带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期公式可以求出运动时间.

易错点

关键由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,推导出的半径与周期公式,正确画出轨迹图由几何关系求解.

知识点

带电粒子在匀强磁场中的运动

教师点评

本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与动量守恒定律,机械能守恒定律等知识点交汇命题.