题目内容

如图所示,在x>0、y>0空间存在一恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B.现把α粒子(的原子核)和质子()在x轴上的P点以相同速度垂直于x轴射入此磁场,两粒子在磁场中运动轨迹如图中虚线所示,其中一个粒子由坐标原点垂直于x轴射出磁场,另一个粒子在y轴上的Q点垂直于y轴射出磁场.以下关于上述过程的说法正确的是( )
A.从O点射出磁场的是α粒子,从Q点射出磁场的是质子
B.α粒子与质子在磁场中作圆周运动的半径之比为1:2
C.α粒子与质子在磁场中运动轨迹的长度不相等
D.α粒子与质子在磁场中运动时间相等
【答案】分析:两种粒子均做匀速圆周运动,根据几何关系得到半径之比,然后根据洛伦兹力提供向心力列式分析判断.
解答:解:A、B、根据洛伦兹力提供向心力,有,解得;
故α粒子与质子在磁场中作圆周运动的半径之比为,故A错误,B错误;
C、由几何关系,两段圆弧的半径之比为2:1,故圆弧长度之比为:,即两段圆弧的长度相等,故C错误;
D、周期T=;
由于,,
故tα:tH==1:1,故D正确;
故选D.
点评:本题关键根据洛伦兹力提供向心力求解出半径和周期表达式,再根据几何关系得到半径之比,然后列式分析.
练习册系列答案
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