题目内容
【题目】如图所示,半径为R的绝缘圆筒内分布着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。一个质量为m、电荷量为q的正离子(不计重力)以某一速度从筒壁上的小孔P进入筒中,速度方向与半径成=30°夹角并垂直于磁场方向。不计离子和筒壁通撞时能量和电荷量的损失。若粒子在最短的时间内返回P孔,则离子的速度和最短的时间分别是( )
A. `
B. `
C. `
D. `
【答案】B
【解析】离子只与圆筒碰撞一次,经历的时间最短,轨迹如图所示:
设离子在磁场中的轨迹半径为r,速度为v,根据向心力公式 ①
结合图中的几何关系可得r=2R②
解得离子的速率v= ③
离子在磁场中走过的每段圆弧对应的圆心角α=60④
经历的时间t=T/3⑤
即t= ,故B正确,ACD错误
故选:B
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