题目内容

【题目】如图所示,两个质量相等的带电粒子a、b在同一位置A以大小相同的速度射入同一匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,经磁场偏转后两粒子都经过B点,AB连线与磁场边界垂直,则( )

A.a粒子带正电,b粒子带负电
B.两粒子的轨道半径之比Ra:Rb= :1
C.两粒子所带电荷量之比qa:qb= :1
D.两粒子的运动时间之比ta:tb=2:

【答案】C,D
【解析】解:A、B、a粒子是30°入射的,而b粒子是60°入射的,由于从B点射出,则a粒子受到的洛伦兹力方向沿b粒子速度方向,而b粒子受到的洛伦兹力方向沿a粒子速度方向,由磁场方向,得a粒子带负电,而b粒子带正电,故A错误;

B、AB连线是两粒子的运动圆弧对应的弦,则弦的中垂线与各自速度方向直线的交点即为各自圆心.结果发现:两圆心的连线与两个半径构成一个角为30°,另一个为60°的直角三角形.根据几何关系,则有两半径相比为Ra:Rb= =1: ,故B错误;

C、粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=m ,解得:q= ,两粒子所带电荷量之比: = = ,故C正确;

D、粒子在磁场中做圆周运动的周期:T= = = ,粒子在磁场中的运动时间:t= T,两粒子的运动时间之比: = = × = ,故D正确;

故选:CD.

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