题目内容
【题目】如图所示,扇形区域AOB内存在有垂直平面向内的匀强磁场,OA和OB互相垂直是扇形的两条半径,长度为R.一个带电粒子1从A点沿AO方向进入磁场,从B点离开,若与该粒子完全相同的带电粒子2以同样的速度从C点平行AO方向进入磁场,C到AO的距离为R/2,则
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A. 1粒子从B点离开磁场时,速度方向沿OB方向
B. 粒子带负电
C. 2粒子仍然从B点离开磁场
D. 两粒子在磁场中运动时间之比为3:2
【答案】ACD
【解析】
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,作出粒子的运动轨迹,应用数学知识与牛顿第二定律分析答题。
A项:粒子1从A点正对圆心射入,恰从B点射出,粒子在磁场中运动的圆心角为90°,
1粒子从B点离开磁场时,速度方向沿OB方向,故A正确;
B项:带电粒子从A点沿AO方向进入磁场,从B点离开,那么粒子在A点向右上方偏转,则由左手定则可判定:粒子带正电,故B错误;
C项:粒子2从C点沿CD射入其运动轨迹如图所示,
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设对应的圆心为O1,运动轨道半径也为BO=R,连接O1C、O1B,
O1COB是平行四边形,O1B=CO,则粒子2一定从B点射出磁场,故C正确;
D项:粒子1的速度偏角,粒子在磁场中转过的圆心角θ1=90°,连接PB,可知P为O1C的中点,
由数学知识可知,θ2=∠BO1P=60°,
粒子在磁场中运动的周期:
,两粒子的周期相等
粒子在磁场中的运动时间
,运动时间之比:t1:t2=θ1:θ2=90°:60°=3:2,故D正确。
故选:ACD。
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