稿件来源:高途
高中 | 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,在竖直平面内的$Oxy$直角坐标系中,$x$轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为$B$。在第二象限内,垂直纸面且平行于$x$轴放置足够长的探测薄板$MN$,$MN$到$x$轴的距离为$d$,上、下表面均能接收粒子。位于原点$O$的粒子源,沿$Oxy$平面向$x$轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子所带电荷量为$q$、质量为$m$、速度大小均为$\dfrac{qBd}{m}$。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用,则$(\qquad)$
粒子在磁场中做圆周运动的半径为$2d$
","薄板的上表面接收到粒子的区域长度为$\\sqrt{3}d$
","薄板的下表面接收到粒子的区域长度为$d$
","薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为$\\dfrac{\\pi m}{6qB}$
"]$\rm A$.根据洛伦兹力提供向心力有$qvB=\dfrac{mv^{2}}{R}$,可得$R=\dfrac{mv}{qB}=d$,故$\rm A$错误;
$\rm B$.当粒子沿$x$轴正方向射出时,上表面接收到的粒子离$y$轴最近,如图轨迹$1$,根据几何关系可知$s_{上\min }=d$;当粒子恰能通过$N$点到达薄板上方时,薄板上表面接收点距离$y$轴最远,如图轨迹$2$,根据几何关系可知,$s_{上\max}=\sqrt{3}d$,故上表面接收到粒子的区域长度为$s_{上}=\sqrt{3}d-d$,故$\rm B$错误;
$\rm C$.根据图像可知,粒子可以恰好打到下表面$N$点;当粒子沿$y$轴正方向射出时,粒子下表面接收到的粒子离$y$轴最远,如图轨迹$3$,根据几何关系此时离$y$轴距离为$d$,故下表面接收到粒子的区域长度为$d$,故$\rm C$正确;
$\rm D$.根据图像可知,粒子恰好打到下表面$N$点时转过的圆心角最小,用时最短,有$t_{\min}=\dfrac{60{^\circ}}{360{^\circ}}\dfrac{2\pi m}{qB}=\dfrac{\pi m}{3qB}$,故$\rm D$错误。
故选:$\rm C$。
高中 | 洛伦兹力题目答案及解析(完整版)