选择题6.0分
物理

5.竖直平面内存在一正方形区域ABCD,边长为LAC 为对角线,一带电粒子质量为m,电荷量为+q,重力不计,以水平初速度为v0A 点射入正方形区域,可在ACD 区域内加竖直方向的匀强电场或垂直平面的匀强磁场,使得带电粒子能从C 点射出场区域,则下列说法正确的是(    )

A

可在ACD 区域加竖直向下的匀强电场

B

可在ACD 区域加垂直平面向里的匀强磁场

C

加电场后从C 点射出与加磁场后从C 点射出所需时间之比为1: 2 

D

所加电场的电场强度和磁场的磁感应强度之比为2v0:1

正确答案及相关解析

正确答案

A

解析

若在ACD区域加入竖直向下的匀强电场,且使粒子从C点穿出,则粒子做类平抛运动,设正方形边长为l,则有l=v0tl=,解出t=有非负解,即加入竖直向下的匀强电场可以使粒子从C点穿出;

若在ACD区域加入垂直纸面向外的匀强磁场,洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动的向心力,由几何关系可知,粒子做圆周运动的半径r==l,粒子穿出C点所用的时间为t=,结合仅在电场力作用下的运动规律可知,C、D正确;若加入垂直纸面向里的匀强磁场,粒子会向上偏转,而无法通过C点,B选项错误。

考查方向

带电粒子在电场中的运动、磁场中的运动、类平抛运动、圆周运动

解题思路

加入竖直向下的匀强电场,结合类平抛运动规律判断;再加入匀强磁场,根据圆周运动规律判断。

易错点

类平抛运动的推论不熟

知识点

带电粒子在匀强电场中的运动 带电粒子在匀强磁场中的运动