题目内容

【题目】如图所示,在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,AB是圆的直径。一带电粒子从A点射入磁场,速度大小为v、方向与AB成30°角时,恰好从B点飞出磁场,且粒子在磁场中运动的时间为t;若同一带电粒子从A点沿AB方向射入磁场,也经时间t飞出磁场,则其速度大小为

A.

B.

C.

D.

【答案】C

【解析】设圆形区域的半径为R.带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动,两次运动轨迹如图,

由洛伦兹力提供向心力,

则有:,得
当粒子从B点飞出磁场时,入射速度与出射速度与AB的夹角相等,所以速度的偏转角为60°,轨迹对应的圆心角为60°.
根据几何知识得知:轨迹半径为
当粒子从A点沿AB方向射入磁场时,经过磁场的时间也是t,说明轨迹对应的圆心角与第一种情况相等,也是60°.
根据几何知识得,粒子的轨迹半径为:
则由①得:

则得,
故选C。

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