圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用

◎ 题目

圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是(   )


A.a粒子速率最大,在磁场中运动时间最长
B.c粒子速率最大,在磁场中运动时间最短
C.a粒子速率最小,在磁场中运动时间最短
D.c粒子速率最小,在磁场中运动时间最短

◎ 答案

B

◎ 解析

试题分析:

粒子在磁场中做匀速圆周运动时,由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB= ,解得:v= ,由图示可知,a的轨道半径最小,c的轨道半径最大;

(1)由于三个带电粒子的质量、电荷量均相同,在同一个磁场中,由v=可知,轨道半径越大,粒子速率越大,由于c的半径最大,a的半径最小,则c的速率最大,a的速率最小;

(2)由于T= 可知,三粒子运动周期T相同,粒子在磁场中的运动时间:t=T,由图示可知,a在磁场中运动的偏转角最大,c在磁场中的偏转角最小,则a的运动时间最长,c的运动时间最短;

故ACD错误,B正确,

故选:B.

◎ 知识点

    专家分析,试题“圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用…”主要考查了你对  【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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