题目内容

K-介子衰变的方程K-→π-0,其K-介子π-介子带负的元电荷e,π0介子不带电.如图所示,两匀强磁场方向相同,以虚线MN为理想边界,磁感应强度分别为B1、B2.今有一K-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1中,其轨迹为圆弧AP,P在MN上K-在P点时的速度为v,方向与MN垂直.在P点该介子发生了上述衰变.衰变后产生π-介子沿v反方向射出,其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线.则以下说法正确的是(  )
分析:电子在磁场中受到洛伦兹力作用做匀速圆周运动,根据左手定则判断电子的绕行方向,根据周期公式分三个部分求解运动一周的时间,根据半径关系求解两磁场的关系.
解答:解:A、根据左手定则可知:π-介子从P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1时,受到的洛伦兹力方向向上,所以π-介子的运行轨迹为PDMCNEP,故A错误;
B、π-介子在整个过程中,在匀强磁场B1中运动两个半圆,即运动一个周期,在匀强磁场B2中运动半个周期,所以:T=
2πm
B1e
+
πm
B2e

D、由图象可知,电子在匀强磁场B1中运动半径是匀强磁场B2中运动半径的一半,根据r=
mv
qB
可知,B1=2B2,所以:T=
2πm
B1e
+
πm
B2e
=
2πm
B2e
.故B正确,C错误;
D、π0介子不带电,不受洛伦兹力作用,故做匀速直线运动.故D错误.
故选:B.
点评:本题是带电粒子在磁场中运动的问题,要求同学们能根据左手定则判断洛伦兹力的方向,能结合几何关系求解,知道半径公式及周期公式,难度适中.
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