题目内容

【题目】如图所示,在正方形虚线框abcd内有垂直纸面向里的匀强磁场,甲、乙两带电粒子以相同速度先后从ab边的中点O垂直ab边射入磁场,已知甲粒子刚好从b点离开磁场,乙粒子垂直于ad边从其中点O'离开磁场,不计两粒子的重力,则下列说法中正确的是(  )

A.甲粒子带正电,乙粒子带负电

B.甲、乙两粒子比荷之比为21

C.甲、乙两粒子转动周期之比为21

D.甲、乙两粒子在磁场中运动时间之比为12

【答案】B

【解析】

A.粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用,故粒子做匀速圆周运动;根据粒子从O点垂直ab边射入磁场,甲粒子从b点离开磁场,乙粒子从O'点离开磁场可得:甲粒子做顺时针圆周运动,乙粒子做逆时针圆周运动;那么由左手定则可得:甲粒子带负电,乙粒子带正电,故A错误;

B.粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用,故粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力做向心力,故有:

所以粒子比荷

设正方形虚线框的边长为L;根据粒子做匀速圆周运动,由甲粒子从O点垂直ab边射入磁场,从b点离开磁场可得:轨道半径

根据乙粒子从O点垂直ab边射入磁场,从O'点垂直于ad边离开磁场可得轨道半径

所以,甲、乙两粒子比荷之比

B正确;

C.粒子转动周期

所以甲、乙两粒子转动周期之比

TT=RR=12

C错误;

D.根据粒子速度方向变化可得:甲粒子转过的圆心角为180°,乙粒子转过的圆心角为90°,所以,甲、乙两粒子在磁场中运动时间之比

D错误;

故选B

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