Question

6．一帶負電荷的粒子以速度v由坐標原點在xOy平面第Ⅳ象限內沿與x軸成45°角方向射入勻強磁場，磁場的磁感應強度為B，方向如圖所示，已知粒子質量為m，電荷量為q，則粒子通過x軸、y軸的坐標為（　　）

• A． x=+$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$，y=+$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$
• B． x=+$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$，y=-$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$
• C． x=-$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$，y=-$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$
• D． x=-$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$，y=+$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$

Answer 1

分析 首先根據(jù)左手定則判斷洛倫茲力的方向，從而得知帶電粒子的旋轉方向，畫出運動的軌跡圖，利用圓周運動的半徑公式結合幾何關系可求出經(jīng)過x軸和y軸的坐標．

解答 解：因粒子帶負電，由左手定則可判斷出帶電粒子將沿順時針方向轉動，軌跡如圖所示，運動軌跡的半徑為：$R=\frac{mv}{qB}$
因射入時與x軸的方向成45°角，由幾何關系可知，帶電粒子通過x軸時，轉過了90°角，此時的坐標為：

x=$-\sqrt{{R}^{2}+{R}^{2}}=-\sqrt{2}R$=-$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$
同理可知，粒子經(jīng)過y軸時，轉過了270°角．此時的坐標為：
y=$-\sqrt{{R}^{2}+{R}^{2}}=-\sqrt{2}R$=-$\frac{\sqrt{2}mv}{qB}$
故選：C

點評 帶電粒子做勻速圓周運動的圓心、半徑及運動時間的確定：
圓心的確定：因洛倫茲力提供向心力，洛倫茲力總垂直于速度，畫出帶電粒子運動軌跡中任意兩點（一般是射入磁場和射出磁場的兩點）洛倫茲力的方向，其延長的交點即為圓心．或射入磁場和射出磁場的兩點間弦的垂直平分線與一半徑的交點即為圓心．
半徑的確定：半徑一般都在確定圓心的基礎上用平面幾何知識求解，常常是解直角三角形．