题目内容
【题目】.如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点,一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场,现设法使该带电粒子从O点沿纸面与Od成30°的方向,以大小不同的速率射入正方形内,那么下列说法中正确的是( ).
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A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是
t0,则它一定从cd边射出磁场
B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是
t0,则它一定从ad边射出磁场
C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是
t0,则它一定从bc边射出磁场
D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从ab边射出磁场
【答案】AC
【解析】
由题,带电粒子以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场,则知带电粒子的运动周期为T=2t0。
A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是
,粒子轨迹的圆心角为
,速度的偏向角也为
,根据几何知识得知,粒子射出磁场时与磁场边界的夹角为30°,必定从cd射出磁场。故A正确。
B.当带电粒子的轨迹与ad边相切时,轨迹的圆心角为60°,粒子运动的时间为
,在所有从ad边射出的粒子中最长时间为
,故若该带电粒子在磁场中经历的时间是
,一定不是从ad边射出磁场。故B错误。
C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是
,则得到轨迹的圆心角为
,由于
,则一定从bc边射出磁场。故C正确。
D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是
,则得到轨迹的圆心角为π,而粒子从ab边射出磁场时最大的偏向角等于60°+90°=150°=
π<π,故一定不从ab边射出磁场。故D错误。
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