如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点,一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从O

如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点,一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场,现设法使该带电粒子从O点沿纸面与Od成30°的方向,以大小不同的速率射入正方形内,那么下列说法中正确的是(  )
A.该带电粒子在磁场中运动周期为2t0
B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是[5/3]t0,则它一定从cd边射出磁场
C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是[5/4]t0,则它一定从bc边射出磁场
D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从ab边射出磁场
tangxiao3344 1年前 已收到1个回答 举报

klj1983 幼苗

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解题思路:根据几何关系确定带电粒子在磁场中的运动轨迹并确定其圆心角,根据其从各边穿出时的角度及时间确定能否从各边穿出.

A、带电粒子以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场,则知带电粒子的运动周期为T=2t0,故A正确;
B、若该带电粒子在磁场中经历的时间是[3/5]t0=[5/6]T,则粒子轨迹的圆心角为θ=[5/6]×2π=[5π/3],速度的偏向角也为[5/3]π,根据几何知识得知,粒子射出磁场时与磁场边界的夹角为30°,必定从cd射出磁场.故B正确.
C、若该带电粒子在磁场中经历的时间是[5/4]t0=[5/8]T,则得到轨迹的圆心角为[5/4]π,由于[5/3]>[5/4]>π,则它一定从bc边射出磁场,故C正确.
D、若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0=[1/2]T,则得到轨迹的圆心角为π,而粒子从ab边射出磁场时最大的偏向角等于60°+90°=150°=[5/6]π<π,故不一定从ab边射出磁场.故D错误.
故选:ABC.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动.

考点点评: 本题是带电粒子在磁场中圆周运动类型,抓住粒子的周期一定,根据速度的偏向角等于轨迹的圆心角,由圆心角确定粒子在磁场中的运动时间.

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