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如图所示,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S.某一时刻,从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互

网友投稿  2022-10-29 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S.某一时刻,从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用),所有粒子的初速度大小相同,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场.已知∠AOC=60°从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于
T
2
 ( T为粒子在磁场中运动的周期),则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间不可能为(  )
A.
T
8
B.
T
6
C.
T
4
D.
T
3
魔方格

◎ 答案

粒子在磁场做匀速圆周运动,粒子在磁场中出射点和入射点的连线即为轨迹的弦.初速度大小相同,轨迹半径R=
mv
qB
相同.
    设OS=d,当出射点D与S点的连线垂直于OA时,DS弦最长,轨迹所对的圆心角最大,周期一定,则由粒子在磁场中运动的时间最长.由此得到
魔方格
      
     轨迹半径为R=

3
2
d

   当出射点E与S点的连线垂直于OC时,弦ES最短,轨迹所对的圆心角最小,则粒子在磁场中运动的时间最短.
      则SE=

3
2
d,由几何知识,得θ=60°
       最短时间tmin=
T
6

   所以,粒子在磁场中运动时间范围为
T
6
≤t≤
T
2

本题选不可能的,故选A.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S.某一时刻,从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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