高中物理之目:2013年全国卷A题18

2013年全国卷A题18

18.如图,半径为 R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸面向外。一电荷量为 q(q \gt 0) 、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域,射入点与ab 的距离为\dfrac{R}{2}。已知

粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为 60°,则粒子的速率为(不计重力)

A.\dfrac{qBR}{2m} \qquad B.\dfrac{qBR}{m}

C.\dfrac{3qBR}{2m} \qquad D.\dfrac{2qBR}{m}

2013年全国卷A题18

2013年全国卷A题18
2013年全国卷A题18

【解析】

如图所示。经过几何分析可得出结论:粒子的轨迹半径 r=R.

qvB=\dfrac{mv^2}{r} \Rightarrow\; v=\dfrac{qBr}{m}

v=\dfrac{qBR}{m}

结论:选项B正确。


【提炼与提高】

带电粒子穿过一个圆形的磁场区域,速度方向发生偏转。这是命题人非常喜欢使用的一个模型。

遇到这类问题要牢记几点:

1)磁场区域的边界是一个圆,粒子轨迹是一个圆(的一部分)。考题中有两个圆,就有两个圆心、两个半径。千万不要混淆。

2)两个圆会有一段公共弦。这是解决问题的关键。以本题为例,这个公共弦就是 MN.

3)一般说来,题目中只会画出一个圆,就是磁场边界。但对我们解答问题来说,往往要从代表轨迹的另一个圆着手。所以,自己画图时,可以先画出轨迹与公共弦的示意图。把这两者的关系搞清楚,再分析弦与磁场区域的关系。


【相关考题】

「2013年全国卷B题17」


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