Question

如圖所示，在垂直紙面向里的勻強磁場的邊界上，有兩個電荷量絕對值相同、質(zhì)量相同的正、負(fù)粒子(不計重力)，從A點以相同的速度先后射入磁場中，入射方向與邊界成θ角，則正、負(fù)粒子在磁場中( )

A．運動時間相同

B．運動軌跡的半徑相同

C．重新回到邊界時速度大小和方向相同

D．重新回到邊界時與A點的距離相等

 

Answer 1

BCD

【解析】

 

試題分析：正負(fù)離子垂直射入磁場后都做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律研究軌道半徑關(guān)系；根據(jù)圓的對稱性分析重新回到磁場邊界時正負(fù)離子速度大小和方向的關(guān)系；寫出軌跡的圓心角，研究運動的時間關(guān)系；根據(jù)幾何知識研究正負(fù)離子重新回到磁場邊界的位置與O點距離關(guān)系。設(shè)正離子軌跡的圓心角為α，負(fù)離子軌跡的圓心角為β，由幾何知識得到，α=2π-2θ，β=2θ，由粒子做圓周運動的周期公式知：負(fù)離子運動的時間為，正離子運動的時間為，故兩粒子運動時間不相同，則t1<t2．故A錯誤；正負(fù)離子垂直射入磁場后都做勻速圓周運動的半徑為，，由題意可知，正負(fù)離子質(zhì)量、電荷量均相等，速度相同，B相同，則它們運動的軌道半徑相同．故B正確；兩個離子軌跡都是圓，速度是軌跡的切線方向，如圖，根據(jù)圓的對稱性可知，重新回到磁場邊界時速度大小和方向都相同．故C正確； 根據(jù)幾何知識得到，重新回到磁場邊界的位置與O點距離相等．故D正確；本題故選ABD。帶電粒子垂直射入單邊有界的勻強磁場中，可分兩類模型分析：一為同方向射入的不同粒子；二為同種粒子以相同的速率沿不同方向射入．無論哪類模型，都遵守以下規(guī)律：

（1）軌跡的圓心在入射方向的垂直線上，常可通過此垂線的交點確定圓心的位置．

（2）粒子射出方向與邊界的夾角等于射入方向與邊界的夾角．

考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動．