题目内容

20.如图所示,在半径为R的圆形区域内(圆心为O)有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于圆平面(未画出).一群具有相同比荷的负离子以相同的速率由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中,发生偏转后又飞出磁场,若离子在磁场中运动的轨道半径大于R,则下列说法中正确的是(不计离子的重力)(  )
A.从Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长
B.沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大
C.所有离子飞出磁场时的动能一定相等
D.在磁场中运动时间最长的离子不可能经过圆心O点

分析 粒子在磁场中均由于洛仑兹力充当向心力而做匀速圆周运动,则根据公式和圆的性质可得出粒子运动的半径、偏向 角及离开磁场的时间;由洛仑兹力不做功可知离开时的动能.

解答 解:A、由圆的性质可知,轨迹圆与磁场圆相交,当轨迹圆的弦长最大时偏向角最大,故应该使弦长为PQ,故此时粒子一定不会沿PQ飞出,由Q点飞出的粒子圆心角最大,故所对应的时间最长,轨迹不可能经过圆心O点.故A、D正确,B错误.
C、因洛仑兹力永不做功,故粒子在磁场中运动时动能保持不变,但由于不知离子的初动能,故飞出时的动能不一定相同,故C错误.
故选:AD.

点评 本题为多个粒子的偏转问题,此类题目要求我们能将圆的性质掌握清楚,利用我们所掌握的几何知识进行分析判断.

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