Question

【題目】如圖所示,在豎直放置的金屬板M上放一個放射源C,可向紙面內各個方向射出速率均為v的α粒子,P是與金屬板M 平行的足夠大的熒光屏,到M的距離為d.現在 P與金屬板M間加上垂直紙面的勻強磁場,調整磁感應強度的大小,恰使沿M板向上射出的α粒子剛好垂直打在熒光屏上.若α粒子的質量為m,電荷量為+2e.則 (　　)

A. 磁場方向垂直紙面向里,磁感應強度B的大小為

B. 磁場方向垂直紙面向外,磁感應強度B的大小為

C. 在熒光屏上能觀察到的亮斑區的長度為2d

D. 在熒光屏上能觀察到的亮斑區的長度為4d

Answer 1

【答案】BC

【解析】試題分析：α粒子在勻強磁場中，由于不考慮重力，因此僅在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動．由題意：恰使沿M板向上射出的α粒子剛好垂直打在熒光屏上，可得洛倫茲力的方向，從而確定磁場方向，由MP間距結合半徑公式可求出磁感應強度．

解：A、α粒子帶正電，由左手定則可知，磁場方向垂直紙面向外，α粒子的軌道半徑為d，由得：，故A錯誤；

B、α粒子帶正電，由左手定則可知，磁場方向垂直紙面向外，α粒子的軌道半徑為d，由得：，故B正確；

C、亮斑區的上邊界是沿M板向上射出的α 粒子，經圓弧到達的a點；亮斑區的下邊界是垂直M板射出的α 粒子，經圓弧軌跡與屏相切的b點，如圖所示，所以亮斑區的長度為2d，C選項正確．

D、亮斑區的上邊界是沿M板向上射出的α 粒子，經圓弧到達的a點；亮斑區的下邊界是垂直M板射出的α 粒子，經圓弧軌跡與屏相切的b點，如圖所示，所以亮斑區的長度為2d，D選項錯誤．