题目内容

9.如图所示,矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场,有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场,在纸面内做匀速圆周运动,运动轨迹为相应的圆弧.这些粒子的质量、电荷量以及速度均未知,根据轨迹判断,下列说法正确的是(  )
A.5个带电粒子中有4个粒子带同种电荷
B.若a、b两粒子比荷相同,则va:vb=2:3
C.a、b两粒子一定同时到达M点
D.a、c两粒子在磁场中运动的时间不一定相等

分析 带电粒子在磁场中的运动洛仑兹力充当向心力,由此可得出半径公式,由半径公式可得出各组粒子的速度之比;根据T=$\frac{2πm}{qB}$分析时间.

解答 解:A、根据左手定则,a、b和最上方的粒子带同种电荷,而c、p粒子带另一种电荷,故A错误;
B、粒子做匀速圆周运动,洛仑兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:$qvB=m\frac{v^2}{r}$,解得:r=$\frac{mv}{qB}$;
若a、b两粒子比荷相同,轨道半径之比为2:3,则速度之比为2:3,故B正确;
C、根据T=$\frac{2πm}{qB}$,t=$\frac{T}{2}$,故t=$\frac{πm}{qB}$,若a、b两粒子比荷相同,则a、b两粒子一定同时到达M点,如果比荷不同,则不是同时到达M点,故C错误;
D、根据T=$\frac{2πm}{qB}$,t=$\frac{T}{2}$,故t=$\frac{πm}{qB}$,a、c两粒子的比荷不一定相等,故a、c两粒子在磁场中运动的时间不一定相等,故D正确;
故选:BD

点评 本题看似比较复杂,但只要认真分析即可发现半径大小以及偏转方向的关系,则根据带电粒子圆周运动的性质可得出正确结果.

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