Question

如圖所示，圓形區域內有垂直紙面的勻強磁場，兩個質量和電荷量都相同的帶電粒子a、  b，以不同的速率沿著A0方向對準圓心O射入磁場，其運動軌跡如圖。若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是

A．a粒子速率較大

B．b粒子速率較大

C．b粒子在磁場中運動時間較長

D．a、b粒子在磁場中運動時間一樣長

Answer 1

B

解析試題分析：帶電粒子沿半徑方向垂直進入圓形勻強磁場區域，離開磁場的速度也必然沿圓形磁場的半徑方向，據此作出ab粒子離開磁場時的速度如圖。那么圓形磁場區域和粒子圓周運動的軌跡就有一條公共弦，弦的垂直平分線過兩個圓的圓心。而這條垂直平分線也是入射速度和末速度夾角的角平分線，那么這條角平分線與進磁場時垂線的交點即圓心，據此判斷如下圖，a粒子半徑小，根據洛倫茲力提供向心力，得，所以a粒子速率較小，選項A錯B對。帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期可知兩個粒子圓周運動周期相同，但是據圖可知，a粒子速度偏轉角大，即圓心角大，所以 a粒子運動時間長，選項CD錯。

考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動