题目内容

5.如图所示,在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域,若该三角形的两直角边长均为2l,则下列关于粒子运动的说法中正确的是(  )
A.若该粒子的入射速度为v=$\frac{qBl}{m}$,则粒子一定从CD边射出磁场,且距点C的距离为l
B.若要使粒子从CD边射出,则该粒子从O点入射的最大速度应为v=$\frac{\sqrt{2}qBl}{m}$
C.若要使粒子从AC边射出,则该粒子从O点入射的最大速度应为v=$\frac{qBl}{2m}$
D.该粒子以不同的速度入射时,在磁场中运动的最长时间为$\frac{mπ}{qB}$

分析 根据洛伦兹力充当向心力可求得速度与半径间的关系,根据几何关系分析粒子可能的运动轨迹;从而明确可能的速度大小;再根据周期公式以及转过的圆心角可求得最长时间.

解答 解:A、根据洛伦兹力充当向心力可知:Bqv=m$\frac{{v}^{2}}{r}$解得:r=l;根据几何关系可知,粒子一定从k距C点为l的位置离开磁场;故A正确;
B、根据洛伦兹力充当向心力可知,v=$\frac{Bqr}{m}$,因此半径越大,速度越大;根据几何关系可知,使粒子与AD边相切时速度最大,则由几何关系可知,最大半径为一定大于$\sqrt{2}$l;故B错误;
C、若要使粒子从AC边射出,则该粒子从O点入射的最大半径为$\frac{l}{2}$; 因此最大速度速度应为v=$\frac{qBl}{2m}$;故C正确;
D、粒子运行周期为$\frac{2πm}{Bq}$,根据几何关系可知,粒子在磁场中最大圆心角为180°;故最长时间为$\frac{mπ}{qB}$;故D正确;
故选:ACD.

点评 本题考查带电粒子磁场中的运动规律,要注意明确洛伦兹力充当向心力以及几何关系的应用,同时能正确分析可能的运动规律,从而明确半径范围.

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