Question

一勻強磁場，磁場方向垂直于xOy平面，在xOy平面上，磁場分布在以O為圓心的一個圓形區域內．一個質量為m、電荷量為q的帶電粒子，由原點O開始運動，初速度為v，方向沿x軸正方向．后來，粒子經過y軸上的P點，如圖所示．不計重力的影響．粒子經過P點時的速度方向可能是圖中箭頭表示的（　　）

A．只有箭頭a、b是可能的

B．只有箭頭b、c是可能的

C．只有箭頭c是可能的

D．箭頭a、b、c、d都是可能的

Answer 1

分析：一帶電粒子，以一定的速度垂直進入勻強磁場中，由洛倫茲力提供向心力，使其做勻速圓周運動．若P點在磁場中，則由粒子運動軌跡來確定經過P點的速度方向；若P點不在磁場中，則粒子先做勻速圓周運動后，做直線運動，從而確定粒子經過P點的速度方向．

解答：解：磁場分布在以O為圓心的一個圓形區域內，由于半徑不知，所以當P點在磁場中，則粒子從O點沿x軸正方向，當到達P點時，剛好完成半圈．所以經過P點的速度方向指向C；
當磁場分布在以O為圓心的一個圓形區域內，由于半徑不知，所以當P點在磁場之外，則粒子從O點沿x軸正方向，因此出磁場時，還沒有到達P點，接著做勻速直線運動后到達P點時，所以經過P點的速度方向指向b；
因此速度方向不可能指向a 或d．
故選：B

點評：本題涉及帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，由于速度不同導致半徑不一，從而得出不同的圓弧軌道．結合幾何規律確定速度的方向．注意當帶電粒子離開磁場時，做勻速直線運動．