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18.在如图所示的正方形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,一束比荷相同且带同种电荷的粒子流从边界上的O点沿垂直于磁场和边界的方向以不同速率射入磁场,不计粒子重力及粒子间的相互作用,下列分析正确的是(  )
A.入射速度相同的粒子,其轨迹一定相同
B.若粒子的轨迹相同,则质量大的粒子在磁场中运动的时间长
C.粒子在磁场中运动的时间越短,则入射速度越大
D.若粒子在磁场中运动的时间相同,则入射速度一定相同

分析 带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,虽然电量、质量不同,但比荷相同,所以运动圆弧对应的半径与速率成正比.它们的周期总是相等,因此运动的时间由圆心角来决定.

解答 解:A、速度相同,由qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$可知,粒子运动半径相同,轨迹也就相同,故A正确;
B、由T=$\frac{2πm}{qB}$知,粒子在磁场中的运动周期相等,若轨迹相同则必有同样的圆心角,所以所用的时间相同,故B错误;
C、时间越短,则由几何关系可得粒子在此边界磁场中运动的半径也越大,故速度就越大,故C正确;
D、粒子若从左边界射出,时间都为$\frac{T}{2}$,但速度可以不同,故D错误.
故选:AC.

点评 本题关键是明确粒子的速度越大轨道半径越大,但圆周运动的周期不变,然后画出具有代表性的轨迹,结合公式t=$\frac{θ}{2π}$T进行分析.

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