如图所示,竖直放置的两块很大的平行金属板a、b,相距为d,ab间的电场强度为E,今有一带正电的微粒从a板下缘以初速度v0竖直向上射入电场,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变为水
问题描述:
如图所示,竖直放置的两块很大的平行金属板a、b,相距为d,ab间的电场强度为E,今有一带正电的微粒从a板下缘以初速度v0竖直向上射入电场,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变为水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域,bc区域的宽度也为d,所加电场大小为E,方向竖直向上,磁感强度方向垂直纸面向里,磁场磁感应强度大小等于E/v0,重力加速度为g,则下列关于粒子运动的有关说法不正确的是( )
A. 粒子在ab区域的运动时间为
v0 g
B. 粒子在bc区域中做匀速圆周运动,圆周半径r=2d
C. 粒子在bc区域中做匀速圆周运动,运动时间为
πd 6v0
D. 粒子在ab、bc区域中运动的总时间为
(π+6)d 3v0
答
A、将粒子在电场中的运动沿水平和竖直方向正交分解,水平分运动为初速度为零的匀加速运动,竖直分运动为末速度为零的匀减速运动,根据运动学公式,有
水平方向:v0=at,d=
v
20
2g
竖直方向:0=v0-gt
解得
a=g ①
t=
②v0 g
故A正确;
B、粒子在复合场中运动时,由于电场力与重力平衡,故粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力
qv0B=m
v2 r
解得
r=
③mv0
qB
由①②③得到r=2d,故B正确;
C、由于r=2d,可以画出轨迹,由几何关系,得到回旋角度为30°,故在复合场中的运动时间为
t2=
=T 12
=πm 6qB
πd 3v0
故C错误;
D、粒子在电场中运动时间为
t1=
=d
. vx
=d
v0 2
2d v0
故粒子在ab、bc区域中运动的总时间为t=t1+t2=
,故D正确;(π+6)d 3v0
本题选错误的,故选C.