题目内容
【题目】如图所示,在半径为R的圆形区域内存在匀强磁场,磁感应强度为B.方向垂直于圆平面(未画出),一群质量为m,电荷量为-q的离子以相同速率v0由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中,发生偏转后又飞出场,已知离子的轨道半径r大于磁场区域半径R,不计离子重力,则下列说法中正确的是( )
A.离子飞出磁场时的动能可能不相等
B.离子在磁场中的运动半径一定相等
C.沿PQ方同射入的离子飞出时偏转角最大
D.由Q点射出的离子在磁场中运动的时间最长
【答案】BD
【解析】
A.由于洛仑兹力对带电离子不做功,只改变离子的运动方向而不改变离子的速度大小,所以离开磁场区域时的动能相等,故A错误;
B.离子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得
得
因粒子的速率相同,比荷相同,故半径一定相同,故B正确;
CD.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,故由Q点飞出的粒子圆心角最大,所对应的时间最长,间最长的是由Q点射出的,偏转角最大,此时粒子一定不会沿PQ射入,故C错误,D正确。
故选BD。
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