P点出发经原点O到达Q点,则电子运动的路程一定为πLC.若电子从P点出发经原点O到达Q点,则电子运动的路程一定为2πLD.若电子从P点出发经原点O到达Q点,则电子运动的路程可能为πL,也可能为2πL答案AD解析粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,设圆周运动半径为R,若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线,如图甲所示,则有2Rcos45°=2L,半径R=L,运动轨迹为2πRπL四分之一圆周,所以运动的路程s==,选项A正确.若电子从P点出发经原点O到42达Q点,若粒子恰好经原点O第一次射出磁场分界线,则轨迹如图甲,运动路程为一个圆周,即s=2πR=2πL,若粒子第N次离开磁场边界经过原点O,则要回到Q点,经过O点的速度2L必然斜向下45°,则运动轨迹如图乙,根据几何关系有2Rcos45°=,圆周运动半径R
N
17
f=,运动通过的路程为s=
LN
2πR2πL×2N=×2N=πL,选项B、C错误,D正确.44N
10.如图10所示,在坐标系xOy的第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为
E,第三象限内存在匀强磁场Ⅰ,y轴右侧区域内存在匀强磁场Ⅱ,Ⅰ、Ⅱ磁场的方向均垂直
于纸面向里.一质量为m、电荷量为+q的粒子自P-l,l点由静止释放,沿垂直于x轴的方向进入磁场Ⅰ,接着以垂直于y轴的方向进入磁场Ⅱ,不计粒子重力.
图101求磁场Ⅰ的磁感应强度B1;2若磁场Ⅱ的磁感应强度B2=B1,粒子从磁场Ⅱ再次进入电场,求粒子第二次离开电场时的横坐标;3若磁场Ⅱ的磁感应强度B2=3B1,求粒子在第一次经过y轴到第六次经过y轴的时间内,粒子的平均速度.2mE答案1233π
2-2lql2qEl,方向沿y轴负方向m
解析1设粒子垂直于x轴进入磁场Ⅰ时的速度为v,由运动学公式2al=v
2
由牛顿第二定律Eq=ma由题意知,粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为l,由牛顿第二定律qvB1=解得B1=2mE
mv2l
ql
2粒子运动的轨迹如图甲所示,粒子再次进入电场,在电场中做类平抛运动,有
甲
18
fx=vtl=at2
解得x=2l,则粒子第二次离开电场时的横坐标x′=-x=-2l3粒子运动的轨迹如图乙所示.12
乙设粒子在磁场Ⅰ中运动的半径为r1,周期为T1,在磁场Ⅱ中运动的半径为r2,周期为T2
r1=lmv2r22πr12πmT1==vqB12πr22πmT2==v3qB1r1l得r2==
3qvB1=33
T2=
T1
3
粒子在第一次经过y轴到第六次经过y轴的时间3t=T1+T2,2粒子在第一次经过y轴到第六次经过y轴的时间内的位移x″=4r1-6r2=2l,x″22qEl平均速度v=,联立r