卞望来
2014年江苏高考物理第14题是一道关于带电粒子在有界磁场中运动的计算题,通过调整带电粒子的速度大小,使带电粒子到达不同地方.其实该题与曾经出现过的一道考试题有相似的背景和解题方法,当然在磁场方向设置和带电粒子入射位置方面有所不同.下面就这二题解题作一比较.
1(原题).如图1所示,L1和L2为两平行线,L1上方和L2下方都有垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场,A、B两点都在L2上.带电粒子从A点以初速v斜向上与L2成30°角射出,经过偏转后正好过B点,经过B点时速度方向也斜向上,不计重力影响.下列说法中正确的是( ).
A.该粒子一定带正电
B.带电粒子经过B点时速度一定与在A点时速度相同
C.若将带电粒子在A点时初速度变大(方向不变),它仍能经过B点
D.若将带电粒子在A点时初速度方向改为与L2成45°角斜向上,它仍能经过B点
解析 (1)当带电粒子带负电时,由A点出发经L1和L2间时,由于不受磁场力作用而做匀速直线运动,当进入上面磁场时,由于受洛伦兹力的作用而做一个劣弧的圆周运动;离开磁场后,由于再次不受磁场力作用而做匀速直线运动,进入下面一个磁场时,由于受洛伦兹力的作用而做一个优弧的圆周运动,最后从B点飞出,其运动轨迹如图2中实线所示.
(2)当带电粒子带正电时,同理可得,其运动轨迹如图2中虑线所示.
由带电粒子在磁场中运动规律和几何知识知,粒子过B点时速度与A点速度相同.若设磁场间隙宽度为d,速……
理科考试研究·高中 2015年7期