题目内容

12.如图所示,直角三角形OAB区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,C为AB的中点.现有比荷相同的两个分别带正、负电的粒子(不计重力)沿OC方向同时从O点射入磁场.角B为30° 下列说法正确的是(  )
A.若有一个粒子从OA边射出磁场,则另一个粒子一定从OB边射出磁场
B.若有一个粒子从OB边射出磁场,则另一个粒子一定从CA边射出磁场
C.若两个粒子分别从A、B两点射出磁场,则它们在磁场中运动的时间之比为2:1
D.若两个粒子分别从A、B两点射出磁场,则它们在磁场中运动的轨道半径之比为1:$\sqrt{3}$

分析 粒子在磁场中做圆周运动,根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹,根据轨迹分析粒子运动半径和周期的关系,从而分析得出结论.

解答 解:AB、由qυB=$m\frac{{v}^{2}}{R}$得轨道半径R=$\frac{mυ}{qB}$,由题意可知,两个粒子分别顺、逆时针偏转,但它们的速率关系不知,轨道半径也不知,故A错误,B也错误;
CD、若两个粒子分别从A、B两点射出磁场,如图所示,

则α=60°,θ=30°,因此OA=OBtan30°,
那么R1=$\frac{OA}{2sinα}$,而R2=$\frac{OB}{2sinθ}$,得$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$=$\frac{1}{3}$,
据周期T=$\frac{2πm}{qB}$相同,而t1=$\frac{2α}{2π}$T,而t2=$\frac{2θ}{2π}$T,则得:$\frac{{t}_{1}}{{t}_{2}}$=$\frac{2}{1}$,
故C正确,D错误;
故选:C

点评 粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由此根据运动特征作出粒子在磁场中运动的轨迹,掌握粒子圆周运动的周期、半径的关系是解决本题的关键.

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