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在匀强磁场中的O点垂直射入一些自由电子和带正电的离子,它们在磁场中的运动轨迹如图所示,下列哪一条曲线是速度最大的运动轨迹(  )
分析:带电粒子进入磁场中,做匀速圆周运动,由洛伦兹力充当向心力,由牛顿第二定律推导出速度与轨迹半径的关系式.由图看出轨迹c的半径最大,再分析哪个粒子的速度最大.
解答:解:由qvB=m
v2
r
得 v=
qBr
m

根据左手定则判断可知,自由电子向右偏转,而正离子向左偏转.即知轨迹c、d是自由电子的轨迹,a、b是正离子的轨迹.
因为自由电子的比荷
q
m
远大于正离子的比荷,又由图看出轨迹c的半径最大,所以轨迹c对应的粒子速度最大.
故选C
点评:本题关键要抓住粒子的向心力来源于洛伦兹力,推导出速度的表达式,并要知道自由电子的比荷大于正离子的比荷,属于基础题.
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