题目内容

(2011?黄冈模拟)边长为2a的等边三角形ABC内分布着磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外的匀强磁场.在BC边上的D点有一粒子源,不断地以不同的速率向磁场区域发射质量为m、电量为+q的粒子,所发射的粒子速度均垂直于BC边.若CD=
3
a,则对于从BC边射出磁场的粒子,下列说法中正确的是(  )
分析:带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动,根据周期公式T=
2πm
qB
和粒子的运动轨迹分析运动时间;由几何知识求出粒子运动轨迹的半径最大值,即可由半径公式r=
mv
qB
求出速率的最大值.
解答:解:A、B带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动,根据周期公式T=
2πm
qB
得知,周期与粒子的速率无关.
速率越小的粒子,其轨迹半径越小,若从BC边射出磁场,都运动半周,经过的时间都是
1
2
T
,时间都相同,与速率无关.所以速率越小的粒子在磁场中运动的时间不一定越小.故A错误.B正确.
C、D当粒子的轨迹与AC边相切时,轨迹半径最大,对应的速率最大.设此轨迹的半径为r,由几何知识得
   r+
r
sin60°
=
3
a

解得,r=3(2-
3
)a
由r=
mv
qB
得粒子的最大速率为v=
qBr
m
=
3(2-
3
)Bqa
m
.故C正确,D错误.
故选BC
点评:本题是磁场中边界问题,画出轨迹,运用几何知识求出最大半径是关键.
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