处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圈周运动.将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值( )A. 与粒子电荷量成正比B. 与粒子速率成正比C. 与粒子质量成正比D. 与磁感应强度成正比
问题描述:
处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圈周运动.将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值( )
A. 与粒子电荷量成正比
B. 与粒子速率成正比
C. 与粒子质量成正比
D. 与磁感应强度成正比
答
设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T,半径为r,则
由 qvB=m
,得 r=v2 r
,T=mv qB
=2πr v
2πm qB
环形电流:I=
=q T
,可见,I与q的平方成正比,与v无关,与B成正比,与m成反比.
q2B 2πm
故选D.
答案解析:带电粒子以速率v垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中,由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律求出带电粒子圆周运动的周期,由电流的定义式得出电流的表达式,再进行分析.
考试点:电磁场;电流、电压概念.
知识点:本题是洛伦兹力、向心力和电流等知识的综合应用,抓住周期与B、I的联系是关键.