解题思路:粒子仅受洛伦兹力,做匀速圆周运动,分析找出粒子的一般轨迹后得到荧光屏上亮纹的范围.
粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,得到
qvB=m
v2
r]
解得
r=[mv/qB]
正粒子沿着右侧边界射入,轨迹如上面左图,此时出射点最近,与边界交点与P间距为:2rcosθ;
正粒子沿着左侧边界射入,轨迹如上面中间图,此时出射点最近,与边界交点与P间距为:2rcosθ;
正粒子垂直边界射入,轨迹如上面右图,此时出射点最远,与边界交点与P间距为:2r;
负离子受力与正离子相反,轨迹与正粒子轨迹关于PQ对称;
故范围为在荧光屏上P点两侧,将出现两个相等长度条形亮线,其长度为:2r-2rcosθ=2r(1-cosθ)=2[mv/qB](1-cosθ).
故选A.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动.
考点点评: 本题关键通过作图分析粒子可能出现的运动轨迹,然后综合考虑在荧光屏上的落点,得到亮纹的范围.