题目内容
【题目】如图所示,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S。某一时刻,从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用),所有粒子的初速度大小相同,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知∠AOC=60°,从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于T/2(T为粒子在磁场中运动的周期),则从边界OC射出的粒子在磁场中
运动的最短时间为
A. T/2 B. T/6
C. T/4 D. T/8
【答案】B
【解析】根据洛伦兹力提供向心力:,解得轨迹半径,初速度大小相同,半径相同。粒子在磁场中运动做匀速圆周运动,入射点是S,出射点在OC直线上,出射点与S点的连线为轨迹的一条弦,轨迹如图所示:
设OS=d,当出射点D与S点的连线垂直于OA时,DS弦最长,轨迹所对的圆心角最大,周期一定,则由粒子在磁场中运动的时间最长,此时运动时间为:,由此得到轨迹半径为:;当出射点E与S点的连线垂直于OC时,弦ES最短,轨迹所对的圆心角最小,则粒子在磁场中运动的时间最短.则:,由几何知识得:θ=60°,最短时间:,故B正确,ACD错误。
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