Question

9、如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴OO′与SS′垂直．a、b、c三个质子先后从S点沿垂直于磁场的方向射入磁场，它们的速度大小相等，b的速度方向与SS′垂直，a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为α、β，且α＞β．三个质子经过附加磁场区域后能达到同一点S′，则下列说法中正确的有（ ）
A．附加磁场方向与原磁场方向相同
B．三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在OO′轴上
C．三个质子从S运动到S′的时间相等
D．若撤去附加磁场，a到达SS′连线上的位置距S点最近

Answer 1

【答案】分析：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则由洛仑兹力充当向心力及圆周运动的规律可知各粒子的运动时间、圆心及附加磁场的性质．
解答：解：A、因b粒子的圆心在SS'上，同时附加磁场呈两头窄，中间宽的形状，故如果没有附加磁场，由题意可知b在SS'上的距离最远，而现在b与ac重合，说明b向S靠近，故受力应与不加磁场一致，故原磁场与附加磁场方向相同，故A正确；
B、在没有附加磁场的情况下，粒子运动的轨迹可以用右图来描绘，其中α＞β，很明显的看出它们的圆心不同时在OO′上，B项错误；
C、由图可知，粒子在磁场中运动的轨迹不同，而粒子速度保持不变，故粒子运动时间不同，故C错误；
D、若撤去附加磁场，则三个粒子在磁场中的圆的半径均相同，b粒子的圆心在SS'轴上，而a粒子与b粒子的夹角大，故a粒子在离开磁场时a到达SS′连线上的位置距S点最近，故D正确．
故选AD．
点评：本题考查带电粒子在磁场中的运动，难度较大，要求学生能正确利用所学过的物理规律以及几何知识进行求解，并且要通过画图去找出正确的关系．