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20.如图所示的匀强磁场中,从O点沿OA方向垂直磁场发射两个比荷相同的带电粒子,一粒子经时间t1到达直线OC上的P点,其速率为vl;另一粒子经时间t2到达直线OC上的Q点,其速率为v2.不计粒子重力和粒子间的相互作用,则(  )
A.vl>v2B.vl<v2C.t1<t2D.t1=t2

分析 先画出带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹,找出圆心求出半径,比较圆心角和半径的关系,再根据洛伦兹力提供向心力求出半径与速度的关系,再根据圆心角与周期公式求出运动的时间.

解答 解:从O点沿OA方向垂直磁场发射两个比荷相同的带电粒子,粒子都做匀速圆周运动,如图所示:

根据图象可知,两次做匀速圆周运动的圆心角相等,到达P点的粒子半径小于到达Q点粒子的半径,即r1<r2
根据洛伦兹力提供向心力得:
$Bqv=m\frac{{v}^{2}}{r}$
解得:r=$\frac{mv}{Bq}$,因为比荷相等,则半径大的速度大,即vl<v2
周期T=$\frac{2πm}{Bq}$,则周期相同,而圆心角相等,所以运动时间相等,即t1=t2,故BD正确.
故选:BD

点评 本题的解题关键是画出粒子的运动轨迹,根据几何知识确定粒子运动轨迹对应的圆心角和半径,难度适中.

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