题目内容
【题目】如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内，O点是cd边的中点。一个带正电的粒子仅在磁场力作用下，从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场。现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与od成30°角的方向、大小不同的速率射入正方形内，则下列说法中正确的是（ ）
A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是
，则它一定从ad边射 出磁场
B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是
，则它一定从cd边射出磁场
C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0，则它一定从ab边射出磁场
D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是
，则它一定从bc边射出磁场
【答案】BD
【解析】
由题，带电粒子以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场，则知带电粒子的运动周期为
T=2t0
A．当带电粒子的轨迹与ad边相切时，轨迹的圆心角为60°，粒子运动的时间为
在所有从ad边射出的粒子中最长时间为
，该带电粒子在磁场中经历的时间是
，则它一定不会从ad边射出磁场，故A错误；
B． 若该带电粒子在磁场中经历的时间是
则粒子轨迹的圆心角为
速度的偏向角也为
，根据几何知识得知，粒子射出磁场时与磁场边界的夹角为30°，必定从cd射出磁场，故B正确；
C． 若该带电粒子在磁场中经历的时间是
则得到轨迹的圆心角为π，而粒子从ab边射出磁场时最大的偏向角等于
故不一定从ab边射出磁场，故C错误；
D． 若该带电粒子在磁场中经历的时间是
则得到轨迹的圆心角为
则它一定从bc边射出磁场，故D正确。
故选：BD。
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