(6 分)如图,MN 为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂…——2014 高考物理第 3 题答案解析

2014_新课标I卷

2014 全国 第 3 题 解答题 区分题
2014_新课标I卷

3.(6 分)如图,MN 为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出),一带电粒子从紧贴铝板上表面的 P 点垂直于铝板向上射出,从 Q 点穿越铝板后到达 PQ 的中点 O.已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变,不计重力,铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为(  )

A.2 B $\sqrt { 2 }$ C.1 D $\frac { \sqrt { 2 } } { 2 }$

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D

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【考点】CF:洛伦兹力;CI:带电粒子在匀强磁场中的运动

【专题】536:带电粒子在磁场中的运动专题

【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律求出磁感应强度,然后再求出磁感应强度之比。【解答】解:设粒子在铝板上、下方的轨道半径分别为 $\mathrm { \bf ~ r } _ { 1 } , \mathrm { \bf ~ r } _ { 2 }$ ,速度分别为 $\mathbf { V } _ { 1 }$ 、$\mathbf { V } _ { 2 }$ 。由题意可知,粒子轨道半径: $\mathbf { r } _ { 1 } { = } 2 \mathbf { r } _ { 2 }$ 由题意可知,穿过铝板时粒子动能损失一半,即: $\scriptstyle { \frac { 1 } { 2 } } { \mathrm { m v } } _ { 2 } ^ { 2 } = { \frac { 1 } { 2 } } \bullet { \frac { 1 } { 2 } } { \mathrm { m v } } _ { 1 } ^ { 2 }$ $\mathbf { v } _ { 1 } = \sqrt { 2 } \mathbf { v } _ { 2 }$ 粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得: $\scriptstyle \mathrm { q v B = m } { \frac { \mathrm { v } ^ { 2 } } { \mathrm { r } } }$ 磁感应强度: $\mathrm { B } { = } \frac { \pi \nu } { \sigma }$ 磁感应强度之比: $\frac { \mathrm { B } _ { 1 } } { \mathrm { B } _ { 2 } } = \frac { \displaystyle \frac { \mathfrak { N } \mathfrak { v } _ { 1 } } { \mathfrak { A } \mathfrak { r } _ { 1 } } } { \displaystyle \frac { \mathfrak { N } \mathfrak { v } _ { 2 } } { \mathfrak { N } \mathfrak { v } _ { 2 } } } = \frac { \mathfrak { v } _ { 1 } \mathfrak { r } _ { 2 } } { \mathfrak { v } _ { 2 } \mathfrak { r } _ { 1 } } \frac { \sqrt { 2 } \mathfrak { v } _ { 2 } } { \mathfrak { v } _ { 2 } } \times \frac { \mathfrak { r } _ { 2 } } { 2 \mathfrak { r } _ { 2 } } = \frac { \sqrt { 2 } } { 2 } ;$

故选:D。

【点评】本题考查了求磁感应强度,根据题意求出粒子的轨道半径、与速度关系,

然后应用牛顿第二定律即可正确解题。

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