如图,正方形区域abcd中充满匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.一个可以不计重力的带正电的粒子从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向,以一定速度射入磁场,正好从ab边中点n射出磁场.若将磁场的磁感应强度和粒子的电荷量都变为原来的2倍,其他条件不变,则这个粒子射出磁场的位置是( )A. 在b、n之间某点B. 在n、a之间某点C. a点D. 在a、m之间某点
问题描述:
如图,正方形区域abcd中充满匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.一个可以不计重力的带正电的粒子从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向,以一定速度射入磁场,正好从ab边中点n射出磁场.若将磁场的磁感应强度和粒子的电荷量都变为原来的2倍,其他条件不变,则这个粒子射出磁场的位置是( )
A. 在b、n之间某点
B. 在n、a之间某点
C. a点
D. 在a、m之间某点
答
设正方向的边长为a,粒子从n点射出时其轨道半径:r=
,a 2
粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律可得:qvB=m
,v2
a 2
当磁感应强度与电荷量都变为原来的2倍时,由牛顿第二定律得:2qv•2B=m
,v2 R
解得,粒子的轨道半径:R=
,则粒子从在a、m之间某点穿出;a 8
故选:D.
答案解析:由几何关系可知粒子从n点射出时的半径,则可求得磁感应强度与速度的关系,则牛顿第二定律可确定B加倍后的半径,即可由几何关系求得射出磁场的位置.
考试点:带电粒子在匀强磁场中的运动.
知识点:带电粒子在磁场中的运动关键在于明确圆的性质,由几何关系确定圆心和半径,应用牛顿第二定律即可正确解题.