题目内容
【题目】如图所示,直线边界PMN上方有足够大的匀强磁场B,方向垂直纸面向外,边界P点有一粒子源,以与竖直方向成θ角的不同速率向磁场中射入两个相同的粒子甲和乙,粒子甲、乙经磁场偏转后分别从边界上M、N点出磁场。已知PM=MN,粒子重力不计,则甲、乙在磁场中运动的速度大小之比和甲、乙在磁场中运动的时间之比分别为( )
A.1:4,1:1B.1:4,1:4C.1:2,1:1D.1:2,1:4
【答案】C
【解析】
如图所示,粒子进入磁场时速度的垂线与PM的垂直平分线的交点为粒子甲在磁场做圆周运动的圆心,同理,粒子进入磁场时速度的垂线与PN的垂直平分线的交点为粒子乙在磁场中做圆周运动的圆心,由几何关系可知,两个粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为,由可知,甲、乙的速度大小之比为;由于粒子在磁场中做圆周运动的周期均为,且两粒子在磁场中做圆周运动的轨迹所对的圆心角相同,因此粒子在磁场中运动的时间相同,甲、乙在磁场中运动的时间之比为。
故选C.
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