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精英家教网如图所示,在半径为R的圆内有一磁感应强度为B的向外的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力),从A点对着圆心方向垂直射入磁场,从C点飞出,则 (  )
A、粒子带负电
B、粒子的轨道半径为R
C、带电粒子从C点飞出时,速度偏转角为120°
D、粒子在磁场中运动的时间为
πm
3qB
分析:带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力,使粒子做匀速圆周运动.根据左手定则判断粒子的电性.画出粒子运动的轨迹,由几何知识可求出可求出轨道半径,并确定出速度偏转角;根据轨道的圆心角θ,由
t=
θ
T求解时间.
解答:精英家教网解:A、C、带电粒子沿半径方向入射,如图可知,经过磁场速度偏转角为60°后又沿半径方向出射,根据左手定则可知,粒子带正电,故AC错误;
B、带电粒子沿半径方向入射,经过磁场偏转后又沿半径方向出射,画出粒子的运动轨迹如图所示,根据几何关系可知,轨迹对应的圆心角 θ=60°,
则轨道半径为 r=Rtan60°=
3
R.故B错误;
D、带电粒子沿半径方向入射,经过磁场偏转60°后又沿半径方向出射.由于粒子的周期公式:T=
2πm
qB
,则粒子在磁场中运动的时间为:t=
θ
T=
1
3
π
?
2πm
qB
=
πm
3qB
,故D正确;
故选:D
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,同时还利用圆弧的几何关系来帮助解题.注意圆形磁场的半径与运动轨迹的半径的区别,圆形磁场的夹角与运动轨迹对应的圆心角的不同.
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