题目内容
【题目】如图(a)所示,在半径为R的虚线区域内存在周期性变化的磁场,其变化规律如图(b)所示。薄挡板MN两端点恰在圆周上,且MN所对的圆心角为120 °。在t=0时,一质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以初速度v从A点沿直径AOB射入场区,运动到圆心O后,做一次半径为
的完整的圆周运动,再沿直线运动到B点,在B点与挡板碰撞后原速率返回(碰撞时间不计,电荷量不变),运动轨迹如图(a)所示。粒子的重力不计,不考虑变化的磁场所产生的电场,下列说法正确的是
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A. 磁场方向垂直纸面向外
B. 图(b)中![]()
C. 图(b)中![]()
D. 若t=0时,质量为m、电荷量为-q的带电粒子,以初速度v从A点沿AO入射,偏转、碰撞后,仍可返回A点
【答案】BC
【解析】根据轨迹可知,带正电的粒子从O点向上偏转做圆周运动,由左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里,选项A错误;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:qvB0=m
,解得磁感应强度:B0=
,选项B正确;虚线区域不加磁场时粒子做匀速直线运动,粒子做匀速直线运动的时间:
,虚线区域加速磁场后粒子做匀速圆周运动,粒子做匀速圆周运动的时间:
,磁场变化的周期:T0=t1+t2=
,选项C正确;若t=0时,质量为m、电荷量为-q的带电粒子,以初速度v从A点沿AO入射,到达O点后向下,与板碰撞后,到达B板,与B碰撞后向上偏转900然后从磁场中飞出,则不能返回A点,选项D错误;故选BC.
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