题目内容
【题目】如图所示,由Oa、Ob、Oc三个铝制薄板互成120°角均匀分开的I、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域,其磁感应强度分别用B1、B2、B3表示。现有带电粒子自a点垂直Oa板沿逆时针方向射入磁场中,带电粒子完成一周运动,假设带电粒子穿过铝质薄板过程中电荷量不变,在三个磁场区域中的运动时间之比为1:3:5,轨迹恰好是一个以O为圆心的圆,不计粒子重力,则
X
A. 磁感应强度B1:B2:B3=1:3:5
B. 磁感应强度B1:B2:B3=5:3:1
C. 其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为25:2
D. 其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为27:5
【答案】C
【解析】试题分析:利用洛伦兹力提供向心力求出半径公式,结合粒子在三个区域中运动的半径相同,粒子在三个区域中运动的时间之比为1:3:5,结合粒子转过的圆心角,再利用比例性质,联立即可求出粒子在b、c处穿越铝板所损失的动能之比.
带电粒子在磁场中运动的时间为,在各个区域的角度均为,根据洛伦兹力提供向心力可得,粒子在磁场中的运动的周期,所以,故,又因为m、q均为定值,则三个区域的磁场应强度之比为:,AB错误;三个区域的磁场半径相同,为,又因为动能:,联立可得,因为q、m和r均相同,故三个区域中运动的动能之比为,设比例中的每一份为k,在b处穿越铝板所损失的动能为,在c处穿越铝板所损失的动能为,所以可得其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比,C正确D错误.
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