早教吧 育儿知识 作业答案 考试题库 百科 知识分享

如图所示,AOB为一边界为1/4圆的匀强磁场,O点为圆心,D点为边界OB的中点,C点为边界上一点,且CD∥AO.现有两个带正电粒子1、2,它们的比荷之比为1:2,射入磁场的速率之比为1:2,其中

题目详情

如图所示,AOB为一边界为1/4圆的匀强磁场,O点为圆心,D点为边界OB的中点,C点为边界上一点,且CD∥AO.现有两个带正电粒子1、2,它们的比荷之比为1:2,射入磁场的速率之比为1:2,其中粒子1从A点正对圆心射入,恰从B点射出,粒子2从C点沿CD射入,从某点离开磁场,不计重力及粒子间的相互作用,则(  )
作业帮

A. 粒子2必在B、C之间(不含B、C)某点射出磁场

B. 粒子2必在D、B之间(不含D、B)某点射出磁场

C. 粒子1与粒子2在磁场中的运行时间之比为3:2

D. 粒子1与粒子2的速度偏转角度之比为3:2

▼优质解答
答案和解析
作业帮 粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=m
v2
r
,解得:r=
mv
qB

由题意可知,两粒子的比荷之比为1:2,射入磁场的速率之比为1:2,则它们的轨道半径相等,即:r1=r2
A、粒子运动轨迹如图所示,粒子1从A点正对圆心射入,恰从B点射出,粒子在你磁场中运动的圆心角为90°,粒子轨道半径等于BO,
粒子2从C点沿CD射入其运动轨迹如图所示,设对应的圆心为O1,运动轨道半径也为:BO=R,连接O1C、O1B,
O1COB是平行四边形,O1B=CO,则粒子2一定从B点射出磁场,故AB错误;
C、粒子1的速度偏角,粒子在磁场中转过的圆心角θ1=90°,连接PB,可知P为O1C的中点,由数学知识可知,θ2=∠BO1P=60°,两粒子的速度偏角不同,粒子在磁场中运动的周期:T=
2πm
qB
,由于两粒子的比荷之比为1:2,则:
T1
T2
=
2
1
,粒子在磁场中的运动时间:
t=
θ
T,它们在磁场中的运动时间之比:
t1
t2
=
θ1T1
θ2T2
=
90°
60°
×
2
1
=
3
1
,粒子1与粒子2的速度偏转角度之比:θ1:θ2=90°:60°=3:2,故C错误,D正确;
故选:D.