题目内容

如图所示,匀强磁场的边界为平行四边形ABCD,磁感应强度为B,其中AC边与对角线BC垂直,∠BAC=60°,一束电子(质量为m,电荷量为e)以大小不同的速度沿BC从B点射入磁场,不计电子的重力和电子之间的相互作用,关于电子在磁场中运动的时间,下列说法中正确的是( )

A.从AB(不含A点)边出射的粒子,运动时间可能为2πm/3eB
B.从AC(不含A点)边出射的粒子,运动时间可能为2πm/3eB
C.从AB(不含A点)边出射的粒子,运动时间均为πm/3eB
D.从AC(不含A点)边出射的粒子,运动时间均为πm/3eB
【答案】分析:粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,求出粒子做圆周运动的周期;根据题意及几何知识求出电子从AC,AB边飞出时粒子所转过的圆心角,然后求出粒子的运动时间.
解答:解:电子做圆周运动的周期T=
A、电子沿BD方向入射从AB边射出时,电子做圆周运动所转过的圆心角都是60°,
则电子从AB边射出,在磁场中的运动时间t=T=×=,故A错误,C正确;
B、当电子在BC(包含BC)与AB间射入磁场时,电子可能从AC边射出,当电子沿BC方向射入,
从AC边的A点射出时,电子在磁场中运动时间最长,此时它转过的圆心角是60°,
电子从AC边射出(不包括A点)时,在磁场中运动的最长时间为t=T=×=,故BD错误;
故选C.
点评:本题考查了求电子在磁场中的运动时间问题,找出粒子在磁场中做圆周运动时所转过的圆心角是正确解题的关键.
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