Question

真空中有一長是寬2倍的矩形區(qū)域PMNQ，該區(qū)域中有正交的勻強電場和勻強磁場，一帶電粒子（不計重力）從左側(cè)PQ邊中點O垂直于電場和磁場的方向射入，恰能沿直線從MN邊的中點O′射出，電場和磁場的方向如圖所示．現(xiàn)只撤去磁場，粒子恰從N點射出；若只撤去電場，則此粒子將（ ）

A．從P、M之間的某點射出
B．從P點射出
C．從M、O′之間的某點射出
D．從M點射出

Answer 1

【答案】分析：粒子沿直線從bc邊的中點P射出，洛倫茲力等于電場力，撤去磁場后，在電場力的作用下，從c點射出場區(qū)，所以粒子應(yīng)帶正電荷；在此過程中，粒子做類平拋運動，根據(jù)平拋運動規(guī)律列式，撤去電場后，在洛侖茲力的作用下，粒子做圓周運動，洛侖茲力提供向心力，列式求出半徑即可求解．
解答：解：設(shè)粒子的質(zhì)量為m，帶電量為q，粒子射入電磁場時的速度為v，則粒子沿直線通過場區(qū)時：Bqv=Eq…①
撤去磁場后，在電場力的作用下，從c點射出場區(qū)，所以粒子應(yīng)帶正電荷；在此過程中，粒子做類平拋運動，設(shè)粒子的加速庶a，穿越電場所用時間為t，則有：
Eq=ma…②
L=at²…③
L=vt…④
撤去電場后，在洛侖茲力的作用下，粒子做圓周運動，
洛侖茲力提供向心力：
qvB=…⑤
由以上各式解得：r=
粒子做圓運動的軌跡如圖，粒子將從a點射出．

故選B
點評：本題考查帶電粒子在電場、磁場中兩運動模型：勻速圓周運動與類平拋運動，及相關(guān)的綜合分析能力，以及空間想像的能力，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力