如图所示,匀强磁场的边界为直角三角形abc,一束带正电的粒子以不同的速度v沿bc从b点射入磁场,不计粒子的重力,关于粒子在磁场中的运动情况下列说法中正确的是(  )A. 入射速度越大的粒子,其运动时间越长B. 入射速度越大的粒子,其运动轨迹越长C. 从ab边出射的粒子的运动时间都相等D. 从ac边出射的粒子的运动时间都相等

问题描述:

如图所示,匀强磁场的边界为直角三角形abc,一束带正电的粒子以不同的速度v沿bc从b点射入磁场,不计粒子的重力,关于粒子在磁场中的运动情况下列说法中正确的是(  )
A. 入射速度越大的粒子,其运动时间越长
B. 入射速度越大的粒子,其运动轨迹越长
C. 从ab边出射的粒子的运动时间都相等
D. 从ac边出射的粒子的运动时间都相等

A、B、C带电粒子进入磁场做匀速圆周运动,轨迹半径为r=

mv
qB
,速度越大,半径越大,根据圆的对称性可知,从ab边出射的粒子速度的偏向角都相同,而轨迹的圆心角等于速度的偏向角,则从ab边出射的粒子轨迹的圆心角θ都相同,粒子在磁场中运动时间为t=
θ
T,T相同,则从ab边出射的速度不同的粒子的运动时间都相等.故AB错误,C正确.
D、从ac边出射的粒子速度的偏向角不同,运动时间不同,粒子轨迹的圆心角不同,粒子在磁场中运动时间不同.故C正确,ABD错误.
故选C
答案解析:带电粒子进入磁场做匀速圆周运动,周期为T=
2πm
qB
,轨迹半径为r=
mv
qB
.根据圆的对称性可知,从ab边出射的粒子速度的偏向角相同,则轨迹的圆心角相同,运动时间必定相同.速度越大,半径越大,从ac边出射的粒子速度的偏向角不同,运动时间不同.
考试点:带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.

知识点:本题带电粒子在有界的磁场中运动的类型,注意根据圆的对称性得到出射时粒子速度和边界的夹角与入射时速度和边界的夹角相等.