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(2011?淮南一模)如图所示,圆形区域内有垂直于纸面第匀强磁场,三个质量和电量都相同第带电粒子a、b、c,以不同速率对准圆心O沿AO方向射入电场,其运动轨迹如图所示.若带电粒子只受磁场力作用,则下列说法正确的是(  )
分析:带电粒子射入磁场中,做匀速圆周运动,由半径公式可知,粒子的半径与速率成正比,由图可以得知三个粒子圆周运动半径,从而得到速率关系,就能比较动能关系.
粒子速度的偏向角等于轨迹所对的圆心角,由轨迹可以比较三个粒子速度偏向角θ的关系,由t=
θ
T可以分析粒子在磁场中时间的关系.
解答:解:A、B带电粒子射入磁场中,做匀速圆周运动的半径为r=
mv
qB
,由图看出,c粒子的运动半径最大,则其速率最大,动能也最大.故A错误,B正确.
C、D由推论知:粒子速度的偏向角等于轨迹所对的圆心角,设速度的偏向角为θ,则粒子运动的时间为t=
θ
T,而周期T=
2πm
qB
,两个粒子的质量、电量相同,则周期T相同,由图看出,a粒子速度的偏向角最大,轨迹所对的圆心角则最大,故a粒子在磁场中运动时间最长.故CD均错误.
故选B
点评:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式要在理解的基础上,牢固掌握.求带电粒子圆周的时间,经常根据t=
θ
T,由轨迹的圆心角进行求解.
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