题目内容

如图所示,两个相同的带电粒子,不计重力,同时从A孔沿AD方向射入一正方形空腔的匀强磁场中,它们的轨迹分别为a和b,则它们的速率和在空腔里的飞行时间关系是(  )
分析:粒子在洛伦兹力作用,由牛顿第二定律与向心力表达式结合,根据粒子的半径大小,求出粒子的大小.结合粒子在磁场中运动的周期公式,比较两粒子在磁场中的运动时间关系.
解答:解:根据轨迹图可知,a、b两粒子的半径之比为2:1,根据qvB=m
v2
r
得:v=
qBr
m
,则va>vb
粒子在磁场中的运动周期T=
2πm
qB
,可知a、b两粒子的周期之比1:1,而ta=
T
4
,tb=
T
2
,可知两粒子在磁场中经历的时间,ta<tb.故D正确,ABC错误.
故选:D.
点评:解决本题的关键掌握带电粒子在磁场中运动的半径公式和周期公式,并能灵活运用.
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