稿件来源:高途
| 洛伦兹力题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-1
第三章 磁场
3.5 运动电荷在磁场中受到的力
洛伦兹力
如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场,一不计重力的带电粒子垂直磁场边界从$M$点射入,从$N$点射出。下列说法正确的是$(\quad\ \ \ \ )$
粒子带正电
","粒子在$N$点速率小于在$M$点速率
","若仅增大磁感应强度,则粒子可能从$N$点下方射出
","若仅增大入射速率,则粒子在磁场中运动时间变长
"]$\rm A$.粒子向右偏转,洛伦兹力方向整体向右,根据左手定则可知,四指指向与粒子速度方向相反,可知粒子带负电,故$\rm A$错误;
$\rm B$.洛伦兹力不做功,根据动能定理可知,粒子的速率不变,即粒子在$N$点的速率等于在$M$点的速率,故$\rm B$错误;
$\rm C$.粒子做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则有$qvB=m\dfrac{{{v}^{2}}}{R}$,解得$R=\dfrac{mv}{qB}$
若增大磁感应强度,则轨道半径减小,可知,粒子可能从$N$点下方射出,故$\rm C$正确;
$\rm D$.结合上述可知,若增大入射速率,则轨道半径增大,粒子将从$N$点上方射出,对应圆弧的圆心角$\theta $减小,根据$qvB=m\dfrac{{{v}^{2}}}{R}$,$T=\dfrac{2\pi R}{v}$,解得$T=\dfrac{2\pi m}{qB}$
粒子在磁场中运动的时间$t=\dfrac{\theta }{2\pi }T=\dfrac{\theta m}{qB}$,圆心角减小,运动时间减小,可知,若仅增大入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短,故$\rm D$错误。
故选$\rm C$。
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