选择题6.0分
物理

20.如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为+q,质量为m(不计重力),从点P经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为θ=30°,孔Q到板的下端C的距离为L,当M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上,则下列说法正确的是(    )

A

两板间电压的最大值

B

CD板上可能被粒子打中区域的长度

C

粒子在磁场中运动的最长时间

D

能打到N板上的粒子的最大动能为

正确答案及相关解析

正确答案

A

解析

A. M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上,所以圆心在C点,CH=QC=L,故半径R1="L" 

  

又因   

     

    故A正确;

B. 设轨迹与CD板相切于K点,半径为R2,在△AKC中:   

  

长等于 

板上可能被粒子打中的区域的长度。故B 错误;

C. 打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长,均为半周期:&n

考查方向

本题主要考查了带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.   

解题思路

(1)粒子恰好垂直打在CD板上,根据粒子的运动的轨迹,可以求得粒子运动的半径,由半径公式可以求得电压的大小;

(2)当粒子的运动的轨迹恰好与CD板相切时,这是粒子能达到的最下边的边缘,在由几何关系可以求得被粒子打中的区域的长度。

易错点

画出粒子的运动轨迹后,几何关系就比较明显了.