粒子的径迹和边界QQ′相切时,粒子刚好不从QQ′射出,此时其入射速度v0应为最大.若粒子带正电,其运动轨迹如图甲所示(此时圆心为O点),由几何关系得R1sin 45°+d=R1,将R1=代入上式得v0=,B项正确.若粒子带负电,其运动轨迹如图乙所示(此时圆心为O′点),由几何关系得R2+R2cos 45°=d,将R2=代入上式得v0=,C项正确.
3.(带电粒子在叠加场中的运动)如图11,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里,三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等,质量分别为ma、mb、mc,已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是( )
图11
A.ma>mb>mc B.mb>ma>mc
C.mc>ma>mb D.mc>mb>ma
答案 B
解析 设三个微粒的电荷量均为q,
a在纸面内做匀速圆周运动,说明洛伦兹力提供向心力,重力与电场力平衡,即
mag=qE①
b在纸面内向右做匀速直线运动,三力平衡,则
mbg=qE+qvB②
c在纸面内向左做匀速直线运动,三力平衡,则
mcg+qvB=qE③