如圖所示,在0≤x≤3a的區域內存在與xOy平面垂直的勻強磁場,磁感應強度大小爲B。在t=0時刻,從原點O發*...
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問題詳情:
如圖所示,在0≤x≤3a的區域內存在與xOy平面垂直的勻強磁場,磁感應強度大小爲B。在t=0時刻,從原點O發*一束等速率的相同的帶電粒子,速度方向與y軸正方向的夾角分佈在0°~90°範圍內。其中,沿y軸正方向發*的粒子在t=t0時刻剛好從磁場右邊界上P(3a,a)點離開磁場,不計粒子重力,下列說法正確的是 ( )
A.粒子在磁場中做圓周運動的半徑爲3a
B.粒子的發*速度大小爲
C.帶電粒子的比荷爲
D.帶電粒子在磁場中運動的最長時間爲2t0
【回答】
D
【解析】根據題意作出沿y軸正方向發*的帶電粒子在磁場中做圓周運動的運動軌跡如圖所示,
圓心爲O′,根據幾何關係,可知粒子做圓周運動的半徑爲r=2a,故A錯誤;沿y軸正方向發*的粒子在磁場中運動的圓心角爲,運動時間t0=,解得:v0=,選項B錯誤;沿y軸正方向發*的粒子在磁場中運動的圓心角爲,對應運動時間爲t0,所以粒子運動的週期爲T=3t0,由Bqv0=mr,則=,故C錯誤;在磁場中運動時間最長的粒子的運動軌跡如圖所示,
由幾何知識得該粒子做圓周運動的圓心角爲,在磁場中的運動時間爲2t0,故D正確。
知識點:質譜儀與迴旋加速器
題型:選擇題
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