题目内容
(2010?长春一模)如图所示,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电粒子(不计重力)以某一初速度沿圆的直径方向射入磁场,粒子穿过此区域的时间为t,粒子飞出此区域时速度方向偏转60°角,根据上述条件可求下列物理量中的( )
分析:带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力,使粒子做匀速圆周运动.从而可推导出轨道半径公式与周期公式,由题中运动的时间与磁感应强度可求出粒子的比荷,由于圆磁场的半径未知,所以无法求出轨道半径,也不能算出粒子的初速度.
解答:解:A、带电粒子沿半径方向入射,经过磁场偏转60°后又沿半径方向出射,从而画出圆弧对应的弦,确定圆弧的圆心,算出圆心角θ.再根据运动的时间及周期公式T=
t=
可算出带电粒子的荷质比,故A正确;
B、带电粒子沿半径方向入射,经过磁场偏转60°后又沿半径方向出射,从而画出圆弧对应的弦,确定圆弧的圆心,算出圆心角.再根据运动的时间及周期公式可算出带电粒子的荷质比.但由于不知圆形磁场的半径,则无法求出轨道圆弧的半径,所以也不能算出粒子的初速度,故B错误;
C、带电粒子沿半径方向入射,经过磁场偏转60°后又沿半径方向出射,从而画出圆弧对应的弦,确定圆弧的圆心,算出圆心角θ.根据T=
t.故C正确;
D、带电粒子沿半径方向入射,经过磁场偏转60°后又沿半径方向出射,从而画出圆弧对应的弦,确定圆弧的圆心,算出圆心角.再根据运动的时间及周期公式可算出带电粒子的荷质比.但由于不知圆形磁场的半径,则无法求出轨道圆弧的半径.故D错误;
故选:AC
2π |
θ |
2πm |
Bq |
B、带电粒子沿半径方向入射,经过磁场偏转60°后又沿半径方向出射,从而画出圆弧对应的弦,确定圆弧的圆心,算出圆心角.再根据运动的时间及周期公式可算出带电粒子的荷质比.但由于不知圆形磁场的半径,则无法求出轨道圆弧的半径,所以也不能算出粒子的初速度,故B错误;
C、带电粒子沿半径方向入射,经过磁场偏转60°后又沿半径方向出射,从而画出圆弧对应的弦,确定圆弧的圆心,算出圆心角θ.根据T=
2π |
θ |
D、带电粒子沿半径方向入射,经过磁场偏转60°后又沿半径方向出射,从而画出圆弧对应的弦,确定圆弧的圆心,算出圆心角.再根据运动的时间及周期公式可算出带电粒子的荷质比.但由于不知圆形磁场的半径,则无法求出轨道圆弧的半径.故D错误;
故选:AC
点评:带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为:定圆心、画轨迹、求半径,同时还利用圆弧的几何关系来帮助解题.
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