Question

1．阿尔法磁谱仪用于探测宇宙中的反物质和暗物质（即由“反粒子”构成的物质），如氚核（${\;}_{1}^{3}$H）的反粒子为（${\;}_{-1}^{3}$H）．该磁谱仪核心部分截面区域是半径为r的圆形磁场，磁场方向垂直纸面向外，如图所示，P为入射窗口，各粒子从P射入速度相同，均沿直径方向，Pabcde为圆周上等分点，如反质子射入后打在e点，则氚核粒子射入将打在（　　）

• A． a
• B． b
• C． d
• D． e

Answer 1

分析 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律求出力的轨道半径，然后答题．

解答 解：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$\frac{{v}^{2}}{R}$，解得：R=$\frac{mv}{qB}$，
质子的轨道半径为R，则氚核的轨道半径：R′=3R，
反质子射入后打在e点，它转过的圆心角为：θ=180°-60°=120°，
tan$\frac{θ}{2}$=tan60°=$\sqrt{3}$=$\frac{r}{R}$，
则氚核tan$\frac{θ′}{2}$=$\frac{r}{R′}$=$\frac{r}{3R}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$，θ′=60°，
由左手定则可知，氚核刚射入磁场时受到的洛伦兹力竖直向下，则氚核从b点射出磁场；
故选：B．

点评 本题考查了判断氚核射出磁场的位置，粒子在磁场中做匀速圆周运动，应用牛顿第二定律与几何知识即可正确解题．