题目内容

11.如图所示,x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同,电荷量也相同的带正、负电的离子(不计重力),以相同速度从O点射入磁场中,射入方向与x轴均夹θ角.则关于正、负离子在磁场中运动的说法,正确的是(  )
A.运动时间相同
B.运动轨道半径不相同
C.重新回到x轴时速度大小和方向均相同
D.重新回到x轴时距O点的距离不相同

分析 粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由此可得粒子运动的半径公式得出粒子做圆周运动的半径关系;粒子进入直线边界的磁场,进入时与边界的夹角与出来时与边界的夹角相同,大小不变.

解答 解:A 因两个离子质量相同,电荷量也相等(电量绝对值),它们垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动的半径必相等、周期(指完成一个圆周)必相等.当θ不等于90度时,两个离子在磁场中的轨迹一个是小半圆弧,另一个是大半圆弧,所以在磁场中的运动时间就不相等.故A错误.

B、由R=$\frac{mv}{qB}$可知,运动轨道半径相同,故B错误.
C、因离子进入磁场时射入方向与x轴夹角为θ,那么射出磁场时速度方向必与x轴夹角为θ,重新回到x轴时速度大小和方向均相同,故C正确.
D、由于两个离子的轨迹若合拢,肯定能组合为一个完整的圆周,则距离相同.故D错误.
故选:C.

点评 粒子进入直线边界磁场,粒子进入直线边界的磁场,进入时与边界的夹角与出来时与边界的夹角相同,这是解题的关键点.

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