题目内容

【题目】在现代电磁技术中,当一束粒子平行射入圆形磁场时,会在磁场力作用下汇聚于圆上的一点,此现象称为磁聚焦,反之,称为磁发散。如图所示,以O为圆心、R为半径的圆形区域内,存在一垂直于纸面向里的匀强磁场,半径。一质量为m、电荷量为q的粒子(重力不计),从C点以速度v沿纸面射入磁场,速度v的方向与CO夹角为30,粒子由圆周上的M点(图中未画出)沿平行OD方向向右射出磁场,则下列说法正确的是(

A.粒子带负电

B.若粒子在M点以速度v沿平行DO方向向左射入磁场,将由C点射出磁场

C.粒子运动过程中不会经过O

D.匀强磁场的磁感应强度

【答案】AD

【解析】

A.由题意可知,粒子由圆周上的M点沿平行OD方向向右射出磁场,则粒子在磁场中向右偏转,粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力与v垂直向上,由左手定则可知,粒子带负电,故A正确;

B.粒子带负电,若粒子在M点以速度v沿平行DO方向向左射入磁场,由左手定则可知,粒子将向上偏转,粒子不会从C点射出磁场,故B错误;

D.由题意可知,从C点射入磁场的粒子离开磁场时的速度均平行于OD射出磁场,则从C沿某方向射入磁场的粒子从D射出磁场时的速度方向水平向右,为粒子运动轨迹对应的弦长,弦切角 ,则粒子在磁场中转过的圆心角为90°,粒子做圆周运动的轨道半径为R,粒子运动轨迹如图所示

粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得: ,解得: ,故D正确。

C.粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径:r=R,从C点以速度v沿纸面射入磁场、速度v的方向与CO夹角为30°的粒子运动轨迹如图所示,COMO是菱形,O点一定在运动轨迹上,即粒子运动过程经过O点,故C错误;

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