题目内容
【题目】如图所示,边长为L的正方形abcd为两个匀强磁场的边界,正方形内磁场的方向垂直纸面向外。磁感应强度大小为B,正方形外的磁场范围足够大,方向垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B;把一个离子源放在顶点a处,它将沿ac连线方向发射质量也为m、电荷量为q(q>0)、初速度为v0=
的带电粒子(重力不计),下列说法正确的是
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A.粒子第一次到达d点所用的时间为![]()
B.粒子第一次到达c点所用的时间为![]()
C.粒子第一次到达b点所用的时间为![]()
D.粒子第一次返回a点所用的时间为![]()
【答案】AC
【解析】
根据粒子的速度和磁场方向,运用左手定则,首先画出粒子的运动轨迹,再根据圆心角即可算出运动时间。
A.在磁场中洛伦兹力提供向心力,根据公式:
,![]()
可知粒子在磁场中运动的周期为:
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如下图,由几何关系可知,粒子在内部磁场中应恰好到达B点,时间为四分之一周期, 即:
,A正确;
B.离开B后再经四分之三圆周到达C点,运动轨迹如图所示,可知到达C点的时间为一个周期,时间为
,B错误;
C.粒子由C点进入时也CA方向,经四分之一圆周到达D点,时间为四分之五周期,时间为
,C正确;
D.粒子离开B点后,再在外磁场中经四分之三圆周回到A点,可知粒子恰好经过了2个周期,时间为
,D错误;
故选AC。
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