2019年高考江苏卷(物理)-粒子在磁场中运动

2019年09月23日 浏览:
2019年高考江苏卷

23.如图所示,匀强磁场的磁感应强度大小为B.磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M、N,MN=L,粒子打到板上时会被反弹(碰撞时间极短),反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反.质量为m、电荷量为-q的粒子速度一定,可以从左边界的不同位置水平射入磁场,在磁场中做圆周运动的半径为d,且d<L,粒子重力不计,电荷量保持不变。

(1)求粒子运动速度的大小v;

(2)欲使粒子从磁场右边界射出,求入射点到M的最大距离dm;

(3)从P点射入的粒子最终从Q点射出磁场,PM=d,QN=,求粒子从P到Q的运动时间t.



【答案】(1);(2);(3)A.当时,,B.当时,

【解析】

有技司点东慧广软abc5优4c5e得4889升点件学公-元1e27限量心科9ed8网481a途4f2cb510学

【详解】(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力有:

,解得:

由题可得:

解得;

(2)如图所示,粒子碰撞后的运动轨迹恰好与磁场左边界相切

由几何关系得dm=d(1+sin60°)

解得

(3)粒子的运动周期

设粒子最后一次碰撞到射出磁场的时间为t',则

有4d25限量心元1e27技途4f2cb510西件学司点广学慧升点4656科9ed8优4c5e得48898318软abc51f96东量网481a-点公

A.当时,粒子斜向上射出磁场

解得

B.当时,粒子斜向下射出磁场

解得