Question

垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾葹閐，一個(gè)電子以速度v沿圖示方向垂直磁場(chǎng)方向及磁場(chǎng)邊界射入該區(qū)域，恰好不能飛過場(chǎng)區(qū)．采取如下哪些方法，可能使該電子飛到場(chǎng)區(qū)右側(cè)（　�。�

A．增大磁感應(yīng)強(qiáng)度

B．改變v的方向

C．減小d

D．將磁場(chǎng)反向

Answer 1

分析：帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，恰好不能飛過磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)說明此時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)的圓周軌跡恰好與磁場(chǎng)右邊界相切，根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式r=

mv

qB

，由此分析使帶電粒子飛過磁場(chǎng)所能采用的方法即可．

解答：解：根據(jù)題意作出電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡圖

由圖可知：
A、根據(jù)r=

mv

qB

，在不改變速度方向的前提下，增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，則粒子運(yùn)動(dòng)半徑減小，由幾何關(guān)系可知，粒子將發(fā)不出磁場(chǎng)區(qū)域，故A錯(cuò)誤；
B、因?yàn)榱Ｗ榆壍琅c磁場(chǎng)右邊界相切，由幾何關(guān)系可知軌道半徑r=d，即如圖所示狀態(tài)，以粒子射入點(diǎn)為圓心旋轉(zhuǎn)粒子軌道半徑，當(dāng)速度方向改變?yōu)橛疑戏綍r(shí)粒子可以射出磁場(chǎng)區(qū)域，故B正確；
C、在圖示狀態(tài)下可知，當(dāng)減小磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾萪時(shí)，由于粒子運(yùn)動(dòng)軌道半徑r不變，故粒子將會(huì)射出磁場(chǎng)區(qū)域，所以C正確；
D、根據(jù)左手定則可知，僅改變磁場(chǎng)方向，則改變粒子所受洛倫茲力的方向，即此時(shí)電子運(yùn)動(dòng)軌道半向上與邊界相切，故不能穿過磁場(chǎng)區(qū)域，故D錯(cuò)誤．
故選：BC

點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問題，根據(jù)速度方向一定垂直于軌跡半徑，正確地找出圓心、畫出圓運(yùn)動(dòng)的軌跡是解題過程中要做好的第一步．再由幾何知識(shí)求出半徑r和軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角θ，再利用帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式和周期公式求有關(guān)物理量．