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精英家教网如图所示,在坐标系O-XY平面内的O点,有速率相同、方向各异、质量为m、电量为-q的粒子.匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.坐标系中点P的坐标为P(x,y).不计粒子的重力,不考虑粒子之间的相互作用.下列判断正确的是(  )
分析:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,根据圆的对称性,分析可知从O点出发的粒子中,可能有两个出发方向的粒子会过点.知道过P点粒子的出发方向与OP之间的夹角,根据粒子速度的偏向角等于轨迹所对应的圆心角,就能求出圆心角,由几何知识可求出轨迹的半径,由r=
mv
qB
即能求出粒子的运行速度.知道过P点粒子的出发方向与OX轴之间的夹角,由于OP与x轴的夹角可求出,P点粒子的出发方向与OP之间的夹角也可求出,则也可求得粒子的运行速度.
解答:解:
A、B带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,速率大小一定,由r=
mv
qB
得知,粒子运动的半径一定,若r≠
OP
2
,由几何知识可知,过O、P的圆有两个,粒子的速度也有两个方向.故A错误,B正确.
C、若知道过P点粒子的速度方向与OP之间的夹角,根据粒子速度的偏向角等于轨迹所对应的圆心角,就能求出轨迹的圆心角,OP=
x2+y2
,由几何知识可求出轨迹的半径,由r=
mv
qB
即能求出粒子的运行速度.故C正确.
D、OP与x轴的夹角为arctan
y
x
,若知道过P点粒子的出发方向与OX轴之间的夹角,由几何知识可求出P点粒子的速度方向与OP之间的夹角,就能求出速度的偏向角,可求出轨迹的圆心角,OP=
x2+y2
,由几何知识可求出轨迹的半径,由r=
mv
qB
即能求出粒子的运行速度.故D正确.
故选BCD
点评:本题关键抓住粒子速度的偏向角等于轨迹所对应的圆心角进行分析.对于带电粒子在磁场中的匀速圆周运动,要充分利用圆的对称性研究轨迹的特点,由几何知识求解半径,即可求出粒子的速度.
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