题目内容

17.图中虚线PQ上方有一磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外.O是PQ上一点,在纸面内从O点向磁场区域的任意方向连续发射速率为v0的粒子,粒子电荷量为q、重力为m.现有两个粒子先后射入磁场中并恰好在M点相遇,MO与PQ间夹角为60°,不计粒子重力及粒子间的相互作用,则下列说法正确的是(  )
A.两个粒子从O点射入磁场的时间间隔可能为$\frac{2πm}{3qB}$
B.两个粒子射入磁场的方向分别与PQ成30°和60°角
C.在磁场中运动的粒子离边界的最大距离为$\frac{m{v}_{0}}{qB}$
D.垂直PQ射入磁场中的粒子在磁场中的运行时间最长

分析 明确两粒子在磁场中运动周期和半径,以正粒子为例进行分析,明确转过的角度规律,从而明确粒子的运动情况,根据圆周运动的规律即可明确最大距离和最长时间.

解答 解:A、以粒子带正电为例分析,先后由O点射入磁场,并在M点相遇的两个粒子轨迹恰好组成一个完整的圆,从O点沿OP方向入射并通过M点的粒子轨迹所对圆心角为240°,根据带电粒子在磁场中运动周期T=$\frac{2πm}{Bq}$可知,该粒子在磁场中运动的时间t1=$\frac{120°}{360°}×\frac{2πm}{qB}$=$\frac{4πm}{3qB}$,则另一个粒子轨迹所对圆心角为120°,该粒子运动时间t2=$\frac{2πm}{3qB}$,可知,两粒子在磁场中运动的时间差可能为△t=$\frac{2πm}{3qB}$,故A正确;
B、射入磁场方向分别与PQ成30°和60°角的两粒子轨迹所对圆心角之和不是360°,不可能在M点相遇,故B错误;
C、在磁场中运动的粒子离边界的最大距离为轨迹圆周的直径d=$\frac{2m{v}_{0}}{qB}$,故C错误;
D、沿OP方向入射的粒子在磁场中运动的轨迹所对圆心角最大,运动时间最长,故D错误;
故选:A

点评 本题考查带电粒子在磁场中的运动规律,要注意明确运动规律,确定圆心和半径是解题的关键,同时要准确把握几何关系的正确应用才能准确求解.

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