如圖所示,在一等腰直角三角形ACD區域內有垂直紙面向外的勻強磁場,磁場的磁感應強度大小為B。一質量為m、電荷量...
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問題詳情:
如圖所示,在一等腰直角三角形ACD區域內有垂直紙面向外的勻強磁場,磁場的磁感應強度大小為B。一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計重力)從AC邊的中點O垂直於AC邊*入該勻強磁場區域。若該三角形的兩直角邊長均為2l,則下列關於粒子運動的説法正確的是 ( )
A.若該粒子的入*速度為v=,則粒子一定從CD邊*出磁場,且距點C的距離為l
B.若要使粒子從CD邊*出,則該粒子從O點入*的最大速度應為v=
C.若要使粒子從AC邊*出,則該粒子從O點入*的最大速度應為v=
D.該粒子以不同的速度入*時,在磁場中運動的最長時間為
【回答】
ACD
【解析】若該粒子的入*速度為v=,由Bqv=m解得r=l,根據幾何關係可知,粒子一定從CD邊距C點為l的位置離開磁場,A正確;v=,速度越大,半徑越大,根據幾何關係可知,若要使粒子從CD邊*出,則粒子速度最大時,軌跡與AD邊相切,則由幾何關係可知,最大半徑一定大於l,B錯誤;若要使粒子從AC邊*出,則該粒子從O點入*的最大半徑為,因此最大速度應為v=,C正確;粒子在磁場中做勻速圓周運動的週期為,根據幾何關係可知,粒子在磁場中運動的最大圓心角為180°,故最長時間為,D正確。
【總結提升】臨界問題處理思路
(1)許多臨界問題,題幹中常用“恰好”“最大”“至少”“不相撞”“不脱離”等詞語對臨界狀態給以暗示,審題時,一定要抓住這些特定的詞語挖掘其隱藏的規律,找出臨界條件。
(2)物理方法:①利用臨界條件求極值;②利用邊界條件求極值;③利用向量圖求極值。
(3)數學方法:①用三角函數求極值;②用一元二次方程根的判別式求極值;
③用不等式的*質求極值;④圖象法。
知識點:質譜儀與迴旋加速器
題型:多項選擇