题目内容

空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界.一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射.这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子.不计重力.下列说法正确的是(  )
分析:带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,虽然电量、质量不同,但比荷相同,由r=
mv
qB
所以运动圆弧对应的半径与速率成正比.由T=
2πm
qB
它们的周期总是相等,因此运动的时间由圆心角来决定.
解答:解:A、在磁场中半径r=
mv
qB
,在比荷相同时,运动圆弧对应的半径与速率成正比,由于入射速度相同,则粒子在磁场中的运动轨迹也相同.故A正确;
B、入射速度不同的粒子,若它们入射速度方向相同,则它们的运动也一定相同,虽然轨迹不一样,但从磁场的左边射出的粒子,圆心角却相同(θ=π),则粒子在磁场中运动时间:t=
θ
2π
?T=
θ
2π
?
2πm
qB
=
m
qB
?θ
,(θ为转过圆心角),所以从磁场的左边射出的粒子运动时间一定相同.故B错误;
C、由AB的分析可得,从磁场的左边射出的粒子运动时间一定相同,但半径可能不同,所以运动轨迹也不同,故C错误;
D、由于它们的周期相同的,在磁场中运动的时间:t=
m
qB
?θ
,在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角也一定越大.故D正确;
故选:AD
点评:带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为:定圆心、画轨迹、求半径.
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