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如图所示,有一垂直纸面向外的有界匀强磁场.磁场的磁感应强度为B,其边界为直角三角形ABC(边界上有磁场),AB长为L,BC长2L.今有一质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力),以速度3q

题目详情
如图所示,有一垂直纸面向外的有界匀强磁场.磁场的磁感应强度为B,其边界为直角三角形ABC(边界上有磁场),AB长为L,BC长2L.今有一质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力),以速度
3
qBL
4m
从AB边上的某点D垂直AB及磁场射入磁场,若能够从BC边上某点E射出磁场,则(  )

A.DB<
2+
3
4
L
B.DB<L
C.EB<
1
4
L
D.EB≤
1
2
L
▼优质解答
答案和解析
A、B、粒子在磁场中匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
qvB=m
v2
r

解得:
r=
mv
qB
=
3
4
L=0.43L

当轨迹圆与BC边相切时,此时DB有最大值,为:
DB=r+
r
cos30°
=
3
4
L(1+
1
3
2
)=
2+
3
4
L
此时EB有最小值:rtan30°=
1
4
L
故A正确,B错误;
C、D、当轨迹圆与BC边的交点在圆心的正上方时,BE有最大值,如图所示:

故EB的最大值为:
R
cos30°
=
3
4
L
3
2
=
L
2

1
4
L≤EB≤
1
2
L
故C错误,D正确;
故选:AD.