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点沿纸面以与Od成300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.若该带电粒子在磁场中经历的时间是
5
3
t 0
,则它一定从cd边射出磁场
B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是
2
3
t 0
,则它一定从ad边射出磁场
C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是
5
4
t 0
,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
TONY119 1年前 已收到1个回答 举报

yang-258 幼苗

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解题思路:由题,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,若该带电粒子在磁场中经历的时间是
5
3
t 0
,得到轨迹的圆心角,即可知速度的偏向角,可判断粒子在哪边射出磁场.用同样的方法判断其他情况.

由题,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
A、若该带电粒子在磁场中经历的时间是
5
3t 0=
5
6T,粒子轨迹的圆心角为θ=
5
6•2π=
5
3π,速度的偏向角也为
5
3π,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A正确.
B、当带电粒子的轨迹与ad边相切时,轨迹的圆心角为60°,粒子运动的时间为t=
1
6T=
1
3t0,在所有从ad边射出的粒子中最长时间为
1
3t0,故若该带电粒子在磁场中经历的时间是
2
3t 0,一定不是从ad边射出磁场.故B错误.
C、若该带电粒子在磁场中经历的时间是
5
4t 0=
5
8T,则得到轨迹的圆心角为
5
4π,由于
5
3π>
5
4π>π,则一定从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
2T,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
6π<π,故不一定从ab边射出磁场.故D错误.
故选AC

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.

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.

1年前

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