题目内容
【题目】如图所示,在0≤x≤3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B.在t=0 时刻,从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子,速度方向与y轴正方向的夹角分布在0°~90°范围内.其中,沿y轴正方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场右边界上P(3a, )点离开磁场,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为3a
B. 粒子的发射速度大小为
C. 带电粒子的荷质比为
D. 带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t0
【答案】D
【解析】A、根据题意作.出沿y轴正方向发射的带电粒子在磁场中做圆周运动轨迹如图所示,
圆心为O`,根据几何关系,粒子做圆周运动的半径为2a,故A错;
B、沿y轴发射的粒子在磁场中运动的圆心角为 ,运动时间 解得:
,选项B错误;
C、沿y轴发射的粒子在磁场中运动的圆心角为 ,对应运动时间为 所以粒子运动的周期为 ,
由
则 故C错;
D、在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹如图所示,
由几何知识得该粒子做圆周运动的圆心角为 ,在磁场中的运动时间为 故D正确;;
综上所述本题答案是:D
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