题目内容

7.如图所示圆形区域内,有垂直于纸面方向的匀强磁场.一束质量和电荷量都相同的带电粒子,以不同的速率,沿着相同的方向,对准圆心O射入匀强磁场,又都从该磁场中射出.这些粒子在磁场中的运动时间有的较长,有的较短.若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用,则在磁场中运动时间越长的带电粒子(  )
A.速率一定越小
B.轨道半径一定越大
C.周期一定越大
D.在穿过磁场过程中速度方向变化的角度越小

分析 质量和电荷量都相同的带电粒子,以不同的速率垂直进入匀强磁场中,则运动半径的不同,导致运动轨迹也不同.因此运动轨迹对应的半径越大,则粒子的速率也越大.而运动周期它们均一样,但运动时间却由圆弧对应的圆心角决定.

解答 解:A、粒子运动轨迹如图所示;根据周期公式得:T=$\frac{2πm}{Bq}$由于带电粒子们的B、q、m均相同,所以T相同,根据t=$\frac{θ}{2π}$T可知,在磁场中运动时间越长的带电粒子,圆心角越大,半径越小,由r=$\frac{mv}{Bq}$知速率一定越小,A正确,BC错误;
D、根据圆的性质可知,运动时间越长的粒子,穿过磁场过程中速度方向变化的角度越大;故D错误;
故选:A.

点评 带电粒子在磁场、质量及电量相同情况下,运动的半径与速率成正比,从而根据运动圆弧来确定速率的大小;运动的周期均相同的情况下,可根据圆弧的对应圆心角来确定运动的时间的长短.

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