Question

如图所示，MN是一荧光屏，当带电粒子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光．MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．P为屏上的一小孔，PQ与MN垂直．一群质量为m、带电荷量都为q的正粒子（不计重力），以相同的速率v，从小孔P处沿垂直于磁场且与PQ夹角为θ的范围内向各个方向射入磁场区域，不计粒子间的相互作用．则以下说法正确的是（　　）

A．在荧光屏上将出现一个条形亮线，其半径为

B．在荧光屏上将出现一个条形亮线，其长度为

C．粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离为

D．粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离为

Answer

BD

【解析】

试题分析：一群质量、电量都相同的正负两种粒子（不计重力），以相同的速率v从小孔P处沿垂直于磁场方向入射，则不可能在荧光屏上出现圆形亮环，故A错误；以正粒子为例，如下图

可知：正粒子垂直边界射入，轨迹如上面左图，此时出射点最远，与边界交点与P间距为：2r；正粒子沿着右侧边界射入，轨迹如上面中图，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，轨迹如上面右间图，此时出射点最近，与边界交点与P间距为：2rcosθ；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）=，故B正确；粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离，则圆弧所对应的圆心角最大，即离P点最近的距离．由几何关系可求出粒子离x轴最大距离为，故C错误，D正确

考点：带电粒子在匀强磁场中的运动