(4分)如图所示,MN 是磁感应强度为B的匀强磁场的边界.…——2012 高考物理第 9 题答案解析

2012_江苏卷

2012 江苏 第 9 题 单选题 区分题
2012_江苏卷

9.(4分)如图所示,MN 是磁感应强度为B的匀强磁场的边界.一质量为m、电荷量为 q的粒子在纸面内从O 点射入磁场.若粒子速度为 $\mathbf { v } _ { 0 }$ ,最远能落在边界上的A 点.下列说法正确的有(  )

m,q 下dd→1 M N × 0 X X A X X B x X X X X X X X

A. 若粒子落在A 点的左侧,其速度一定小于 $\mathbf { v } _ { 0 }$
B. 若粒子落在A点的右侧,其速度一定大于 $\mathbf { v } _ { 0 }$
C. 若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能小于 $\mathrm { v } _ { 0 } - \frac { q B d } { 2 m }$
D. 若粒子落在A 点左右两侧d的范围内,其速度不可能大于 $\mathrm { v } _ { 0 } + \frac { q B d } { 2 m }$
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BC

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【考点】CI:带电粒子在匀强磁场中的运动【专题】16:压轴题;536:带电粒子在磁场中的运动专题【分析】由洛伦兹力提供向心力,即 $q v B = { \frac { m v ^ { 2 } } { r } }$ ,可得 $\quad r = { \frac { m v } { q B } } $ ,可利用此公式求解.直线边界的磁场,垂直射入时达到最远点,最远点距O点为2r.沿其它方向射入时,距离要小于 2r

【解答】解:当从O 点垂直射入磁场时,OA 距离最大,最大距离为2r,如图示

$$ \begin{array} { r } { \chi _ { r } = \frac { m v } { q B } , } \end{array} $$

所以 $\overline { { O A } } = \frac { 2 m v _ { 0 } } { q B } { \mathrm { , } }$

A.当粒子打在 A 点的左侧,若入射方向不变,半径减小,速度小于 $\mathbf { v } _ { 0 } { } _ { }$ ,若入射方向调整,半径可能比原来大,也可能比原来小,所以其速度可能等于或大于 $\mathbf { v } _ { 0 }$ ,因为速度方向未知,离子的入射方向只要偏左或偏右皆可,故A错误。

B.由于速度等于 $\mathbf { v } _ { 0 }$ 时最远到达A,故要使最远点到达A右侧,速度必须大于 $\mathbf { v } _ { 0 } ,$ 故B正确。

C.当粒子从O点垂直射入磁场时,若刚好达到A点左侧距离d处,则有

$$ \frac { 2 m v _ { 0 } } { q B } - d = \frac { 2 m v } { q B } $$

解得 $v = v _ { 0 } - { \frac { q B d } { 2 m } }$

同B 项,要满足条件,速度必须大于v,故C正确

D.由于粒子是沿任意方向飞入,所示速度极大的粒子仍可满足条件。故D错误。故选:BC。

【点评】本题易错点为离子初速度方向未知,若按惯性思维认为垂直射入即出错

三、简答题:本题必做题(第 10、11 题)共计 42 分.请将解答填写在答题卡相应的位置.

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