题目内容
【题目】如图,仅在第一象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,一个带负电的微粒a从坐标处射入磁场,射入方向与轴正方向夹角为,经时间与静止在坐标处的不带电微粒b发生碰撞,碰后瞬间结合为微粒c。已知a、b质量相同(重力均不计),则在磁场中运动的时间为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】
a粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律可得
可求得
ab两粒子碰后瞬间结合为微粒c,碰撞前后系统动量守恒,由动量守恒定律可知
可求得
碰撞后动量大小、电量都不变,说明c粒子轨迹半径和a粒子轨迹半径相同,画得轨迹如下图所示
由几何关系可知a粒子运动时间
由几何关系可知在磁场中运动的时间为也为,所以运动时间为
联立可得
故D正确,ABC错误。
故选D。
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