题目内容

3.如图所示,直角三角形OAB区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,C为AB的中点.现有比荷相同的分别带正、负电的两粒子(不计重力)沿OC方向同时从O点射入磁场.下列说法正确的是(  )
A.从OA边射出磁场的粒子一定带正电
B.从AB边射出磁场的粒子一定带负电
C.若两个粒子分别从A、B两点射出磁场,则它们运动的时间之比为2:1
D.若两个粒子分别从A、B两点射出磁场,则它们运动的轨道半径之比为1:$\sqrt{3}$

分析 粒子在磁场中做圆周运动,根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹,根据轨迹分析粒子运动半径和周期的关系,从而分析得出结论.

解答 解:A、粒子从OA边射出磁场,说明粒子受到的洛伦兹力向下,根据加左手定则可知,的带负电,所以A错误;
B、从AB边射出,粒子可以是向上偏转,也可以是向下偏转,可以带正电也可以带负电,所以B错误;
CD、若两个粒子分别从A、B两点射出磁场,如图所示,

则α=60°,θ=30°,因此OA=OBtan30°,
那么R1=$\frac{OA}{2sinα}$,而R2=$\frac{OB}{2sinθ}$,得$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}=\frac{1}{3}$,
据周期T=$\frac{2πm}{Bq}$相同,而t1=$\frac{2α}{2π}T$,而t2=$\frac{2θ}{2π}T$,则得:$\frac{{t}_{1}}{{t}_{2}}=\frac{2}{1}$,故C正确,D错误;
故选:C.

点评 粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由此根据运动特征作出粒子在磁场中运动的轨迹,掌握粒子圆周运动的周期、半径的关系是解决本题的关键.

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