如图所示,在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量...
问题详情:
如图所示,在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从AC边的中点O垂直于AC边*入该匀强磁场区域。若该三角形的两直角边长均为2l,则下列关于粒子运动的说法正确的是 ( )
A.若该粒子的入*速度为v=,则粒子一定从CD边*出磁场,且距点C的距离为l
B.若要使粒子从CD边*出,则该粒子从O点入*的最大速度应为v=
C.若要使粒子从AC边*出,则该粒子从O点入*的最大速度应为v=
D.该粒子以不同的速度入*时,在磁场中运动的最长时间为
【回答】
ACD
【解析】若该粒子的入*速度为v=,由Bqv=m解得r=l,根据几何关系可知,粒子一定从CD边距C点为l的位置离开磁场,A正确;v=,速度越大,半径越大,根据几何关系可知,若要使粒子从CD边*出,则粒子速度最大时,轨迹与AD边相切,则由几何关系可知,最大半径一定大于l,B错误;若要使粒子从AC边*出,则该粒子从O点入*的最大半径为,因此最大速度应为v=,C正确;粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为,根据几何关系可知,粒子在磁场中运动的最大圆心角为180°,故最长时间为,D正确。
【总结提升】临界问题处理思路
(1)许多临界问题,题干中常用“恰好”“最大”“至少”“不相撞”“不脱离”等词语对临界状态给以暗示,审题时,一定要抓住这些特定的词语挖掘其隐藏的规律,找出临界条件。
(2)物理方法:①利用临界条件求极值;②利用边界条件求极值;③利用矢量图求极值。
(3)数学方法:①用三角函数求极值;②用一元二次方程根的判别式求极值;
③用不等式的*质求极值;④图象法。
知识点:质谱仪与回旋加速器
题型:多项选择
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