题目内容
【题目】如图所示,在纸面内建立直角坐标系xOy,第一、二象限存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。质量均为m、电荷量分别为+q和-q的两个粒子(不计重力),从坐标原点O以相同的速度v先后射人磁场,v方向与x轴成θ=30°角,带正、负电的粒子在磁场中仅受洛仑兹力作用,则( )
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A. 带负电的粒子回到x轴时与O点的距离为![]()
B. 带正电的粒子在磁场中运动的时间为![]()
C. 两粒子回到x轴时的速度不相同
D. 从射入到射出磁场的过程中,两粒子运动时间相同
【答案】A
【解析】
画出粒子运动的轨迹,根据半径公式结合几何关系求出带负电的粒子回到x轴时与O点的距离;根据t=
T,求出带电粒子在磁场中运动的时间;粒子匀速圆周运动,速率不变,速度方向由轨迹图判断是否相同;
带电粒子运动的轨迹如图所示:![]()
带负电的粒子顺时针方向偏转,粒子运动轨迹如图所示,圆弧所对的圆心角为60°,△OO2B为等边三角形,OB=R=
,所以带负电的粒子回到x轴时与O点的距离为
,故A正确;粒子匀速圆周运动的周期
,带正电的粒子在磁场中运动的时间
,带负电的粒子在磁场中运动的时间
,故BD错误;两粒子均做匀速圆周运动,速率不变,两粒子回到x轴时的速度大小为v,方向都与x轴正方向的夹角为30°,所以两粒子回到x轴时的速度相同,故C错误;故选A。
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