题目内容

12.如图所示,等腰直角三角形,ABC内部存在垂直于纸面的匀强磁场,三个比荷相同的粒子从AB边的中点O点竖直向下射入磁场,分别从B点、C点和D点离开磁场,不计带电粒子受到的重力,D点为OB间的一点,下列说法错误的是(  )
A.从B点到C点离开的带电粒子的速度大小相等,电性相反
B.三个带电粒子在磁场中运动的时间相同
C.从D点离开磁场的带电粒子在磁场运动的时间比从B点离开的粒子少
D.从D点离开磁场的带电粒子的速率比从B点离开的粒子小

分析 先画出三个粒子运动的轨迹,根据左手定则判断粒子的电性,根据粒子的半径公式判断粒子的速度,根据周期公式和偏转的角度判断运动的时间.

解答 解:画出三个粒子运动的轨迹如图:

由图可知,三个粒子在磁场中运动的轨迹都是$\frac{1}{4}$圆周,过B与D的粒子偏转的方向相同,与过C的粒子偏转的方向相反.
A、粒子初速度的方向相同,根据左手定则可知,从B点到C点离开的带电粒子在磁场中偏转的方向相反,所以电性相反;由图可知,两个粒子偏转的半径相同,由半径公式:r=$\frac{mv}{qB}$,可知两个粒子的速度相同.故A正确;
B、C、带电粒子在磁场中运动的周期:T=$\frac{2πm}{qB}$
三种粒子的比荷相等,所以运动的周期也相等.由图可知三个粒子在磁场中运动的轨迹都是$\frac{1}{4}$圆周,所以它们运动的时间都是$\frac{πm}{qB}$.故B正确,C错误.
D、由图可知从D点离开磁场的带电粒子的半径比从B点离开的粒子小,根据半径公式r=$\frac{mv}{qB}$可知,从D点离开磁场的带电粒子的速率比从B点离开的粒子小.故D正确.
本题选择错误的,故选:C

点评 本题关键是明确粒子的运动规律,画出运动界轨迹,结合几何关系确定轨道半径,然后再由半径公式和周期公式进行判断即可.

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