题目内容

12.如图所示,正方形容器处在匀强磁场中,一束速率不同的电子从a孔垂直磁感线射入容器中,其中一部分沿c孔射出,一部分从d孔射出.忽略电子间相互作用,且不计电子重力,则从两孔射出的电子速率之比vc:vd和电子在容器中运动的时间之比tc:td分别为(  )
A.vc:vd=2:1B.vc:vd=$\sqrt{2}$:1C.tc:td=1:$\sqrt{2}$D.tc:td=1:2

分析 由几何关系可知从两孔射出的粒子的运动半径,则由洛仑兹力充当向心力可得出粒子的速度关系;由周期公式及转过的角度可求得时间之比;由向心力公式可求得加速度之比.

解答 解:电子从c点射出,d为圆心,Rc=L,圆心角θc=$\frac{π}{2}$
由R=$\frac{mv}{qB}$,得vc=$\frac{eBL}{m}$
运动时间tc=$\frac{T}{4}$=$\frac{πm}{2Be}$
电子从d点射出,ad中点为圆心,Rd=$\frac{1}{2}$L,圆心角θd
所以vd=$\frac{eBL}{2m}$,td=$\frac{T}{2}$=$\frac{πm}{Be}$
故vc:vd=2:1,tc:td=1:2;
故选:AD.

点评 本题为带电粒子在磁场中运动的基本问题,只需根据题意明确粒子的运动半径及圆心即可顺利求解.

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