有一圆形边界的匀强磁场区域,一束质子流以不同的速率,由圆周上的同一点,沿半径方向射入磁场,如图所示,质子在磁场中(  ) A.路程长的运动时间长 B.速率小的运动时间短 C.偏转

问题描述:

有一圆形边界的匀强磁场区域,一束质子流以不同的速率,由圆周上的同一点,沿半径方向射入磁场,如图所示,质子在磁场中(  )
A. 路程长的运动时间长
B. 速率小的运动时间短
C. 偏转角度大的运动时间长
D. 运动的时间有可能无限长

设磁场区域半径为R,轨迹的圆心角为α.
A、粒子运动的轨迹为S=Rα=rctg

α
2
•α,粒子运动时间越长,α越大,根据数学知识可知弧长S越短,故A错误;
B、粒子在磁场中运动的时间为t=
α
,而轨迹半径R=rctg
α
2
,又r=
mv
qB
,粒子速度v越大的,则r越大,故α越小,t越小,故B错误;
C、根据推论得知,带电粒子在磁场中偏转角等于轨迹的圆心角α,由t=
α
T
得,在磁场中运动时间越长的,偏转越大,故C正确;
D、由于质子沿半径方向射入磁场,故粒子不会在磁场内做圆周运动,故运动时间不可能无限长,故D错误;
故选:C