题目内容
【题目】如图所示,在边长为的等边三角形区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。现有质量均为、带电荷量均为的三个粒子、、,分别以大小不同的速度沿与边成角的方向垂直射入磁场,然后从边界穿出,、、三个粒子穿出磁场时的位置与点的距离分别为、、。不计粒子重力及粒子间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中运动轨迹的半径为
B. 、、三个粒子的初速度大小之比为
C. 、、三个粒子从磁场中穿出时的速度方向均与边界垂直
D. 仅将磁场的磁感应强度大小增加一半,则粒子从点穿出磁场
【答案】AC
【解析】
画出粒子轨迹过程图如图所示,粒子C从磁场区域的c点射出,根据几何关系可知C粒子在磁场中做圆周运动的半径为L,故A正确;
根据几何关系可知:A粒子半径RA=L/3,B粒子半径RB=2L/3,C粒子半径RC=L,根据洛伦兹力提供向心力qvB=m,可得半径公式:,又因为三个粒子的质量m和电荷量q均为相同,故半径之比即为速度大小之比,故A、B、C三个粒子的初速度大小之比为1:2:3,故B错误;A、B、C三个粒子入射时与ac边成30°角,根据对称性可知,A、B、C三个粒子从ac边出射时与ac仍成30°角,根据几何关系可知A、B、C三个粒子从磁场中射出的方向均与ab边垂直,故C正确;根据半径公式可知原来B粒子在磁场中运动的半径:;将磁场的磁感应强度大小增加一半,变为3B/2,此时B粒子半径:,所以粒子B不能从c点射出,故D错误。故选AC。
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