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如图所示,在xOy平面内的y轴和虚线之间除了圆形区域外的空间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B.虚线经过Q点(3L,0)且与y轴平行.圆形区域的圆心P的坐标为(

题目详情

如图所示,在xOy平面内的y轴和虚线之间除了圆形区域外的空间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B.虚线经过Q点( 3L,0)且与y轴平行.圆形区域的圆心P的坐标为( 2L,0),半径为L.一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴上某点垂直y轴进入磁场,不计粒子的重力,则(  )
作业帮

A. 如果粒子没有经过圆形区域到达了Q点,则粒子的入射速度为v=

3qBL
m

B. 如果粒子没有经过圆形区域到达了Q点,则粒子的入射速度为v=

3qBL
2m

C. 粒子第一次从P点经过了x轴,则粒子的最小入射速度为vmin=

2qBL
m

D. 粒子第一次从P点经过了x轴,则粒子的最小入射速度为vmin=

3
qBL
m

▼优质解答
答案和解析
作业帮 A、要使粒子不经过圆形区域到达Q点,则粒子应恰好经过四分之一圆周到达Q点,粒子轨道半径:R=3L,
粒子做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=m
v2
R
,解得:v=
3qBL
m
,故A正确,B错误;
C、要使粒子到达圆形磁场的圆心,轨迹圆的切线应过圆心;如图所示;设粒子从C点进入圆形区域,O′C与O′A夹角为θ,轨迹圆对应的半径为r,如图所示:由几何关系得:2a=rsinθ+acosθ,故当θ=60°时,半径最小为rm=
3
L,
由牛顿第二定律得:qvminB=m
v
2
min
rm
,解得:vmin=
3
qBL
m
,故C错误,D正确;
故选:AD.