如图所示,在正方形区域abcd内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在t=0时刻,位于正方形中心O的离子源向平面abcd内各个方向发射出大量带正电的粒子,所有

◎ 题目

如图所示,在正方形区域abcd内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在t=0时刻,位于正方形中心O的离子源向平面abcd内各个方向发射出大量带正电的粒子,所有粒子的初速度大小均相同,粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形的边长,不计粒子的重力以及粒子间的相互作用力。已知平行于ad方向向下发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界cd上某点离开磁场,下列说法正确的是
A.粒子在该磁场中匀速圆周运动的周期为6t0
B.粒子的比荷为
C.粒子在磁场中运动的轨迹越长,对应圆弧的圆心角越大
D.初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动时间最长

◎ 答案

BC

◎ 解析


试题分析:粒子周运动的半径如图所示,根据几何关系有,得圆心角,那么圆周运动的周期选项A错。带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期,带入可得粒子比荷选项B对。所有粒子圆周运动半径相同,圆心角,所以轨迹越长,对应圆心角越大选项C对。粒子运动轨迹对应的弧长越长,圆心角越大,时间越长。由于半径一定,弧长越长,对应的弦长越长,所以弦长越长,圆心角越大,时间越长。而最长的弦长是从正方形顶点离开磁场,根据半径关系,初速度正对顶点的粒子不可能从顶点离开磁场,所以初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动时间不是最长,选项D错。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在正方形区域abcd内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在t=0时刻,位于正方形中心O的离子源向平面abcd内各个方向发射出大量带正电的粒子,所有…”主要考查了你对  【磁场对运动电荷的作用:洛伦兹力、左手定则】  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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