6.如圖所示,圖中,x-O-y坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在著垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域.坐標(biāo)原點(diǎn)有一個(gè)粒子源,發(fā)射出速率相同的某種粒子,沿不同方向進(jìn)入磁場(chǎng)中,當(dāng)它們離開磁場(chǎng)時(shí),速度方向都與x軸的正方向平行.下列用陰影部分表示該磁場(chǎng)區(qū)域,其中正確的是( 。
A.B.C.D.

分析 本題采用圖解法,沿y軸正方向出射的粒子軌跡即為磁場(chǎng)左邊界;將粒子軌跡圓繞著定點(diǎn)O順時(shí)針旋轉(zhuǎn),作出各個(gè)方向粒子軌跡的過程圖,當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)到與x軸平行時(shí),在磁場(chǎng)中穿出,粒子在磁場(chǎng)中的出射點(diǎn)組成的軌跡即為磁場(chǎng)右邊界,左右邊界合圍區(qū)域即為所求磁場(chǎng)區(qū)域.

解答 解:沿y軸正方向入射的粒子,正好偏轉(zhuǎn)$\frac{1}{4}$圓周后在B點(diǎn)離開磁場(chǎng),所以可知該粒子軌跡即為磁場(chǎng)區(qū)域左邊界,故B錯(cuò)
設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的出射點(diǎn)為A,粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為O2,
如圖所示,當(dāng)粒子在O點(diǎn)入射方向由y軸正方向到x軸正方向改變時(shí),粒子軌跡圓繞O點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,粒子軌跡圓心由C點(diǎn)到D點(diǎn)沿著圓弧$\widehat{C{O}_{2}D}$變化
分析可知,從O點(diǎn)入射的粒子運(yùn)動(dòng)到速度與x軸平行時(shí),該時(shí)刻,過出射點(diǎn)A的粒子,其軌跡半徑恰好與y軸平行,
所以,當(dāng)粒子圓心由C點(diǎn)到D點(diǎn)沿著圓弧$\widehat{C{O}_{2}D}$變化時(shí),其出射點(diǎn)A沿著圓弧$\widehat{BAO}$變化,所以圓弧$\widehat{BAO}$為磁場(chǎng)右邊界,故AB錯(cuò).
故選:C

點(diǎn)評(píng) 本題是磁場(chǎng)中一個(gè)很重要的模型,經(jīng)常圍繞這個(gè)模型出一些難度較大的題,這個(gè)“樹葉”形磁場(chǎng)可以使從一點(diǎn)發(fā)射的粒子平行出射,逆向看它也可以讓平行入射的粒子匯聚到一點(diǎn),磁場(chǎng)右邊邊界較難判斷,大家要認(rèn)真作圖分析,一定要規(guī)范作圖,在幾何上用到了定圓的旋轉(zhuǎn)模型.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)打開降落傘前跳傘員的高度h和速度大小V1
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(1)求中心線g處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;
(2)若將a、b間電壓增大為2U,保持c、d間的徑向電場(chǎng)不變,需在c、d間垂直紙面另加一勻強(qiáng)磁場(chǎng),使該粒子仍沿中心線做勻速圓周運(yùn)動(dòng),求所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。

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A.15°B.30°C.45°D.60°

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A.F=$\frac{BId}{sinθ}$B.F=BIdsinθC.F=BIdD.F=BIdcosθ

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A.電子與正電子的偏轉(zhuǎn)方向可能相同
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