如圖所示,垂直於紙面向裏的勻強磁場分佈在正方形abcd區域內,O點是cd邊的中點.一個帶正電的粒子僅在磁場力的...
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問題詳情:
如圖所示,垂直於紙面向裏的勻強磁場分佈在正方形abcd區域內,O點是cd邊的中點.一個帶正電的粒子僅在磁場力的作用下,從O點沿紙面以垂直於cd邊的速度*入正方形內,經過時間t0剛好從c點*出磁場.現設法使該帶電粒子從O點沿紙面以與Od成30°角的方向,以大小不同的速率*入正方形內,那麼下列説法中正確的是( )
A.若該帶電粒子在磁場中經歷的時間是t0,則它一定從ad邊*出磁場
B.若該帶電粒子在磁場中經歷的時間是t0,則它一定從cd邊*出磁場
C.若該帶電粒子在磁場中經歷的時間是t0,則它一定從bc邊*出磁場
D.若該帶電粒子在磁場中經歷的時間是t0,則它一定從ab邊*出磁場
【回答】
解:由題,帶電粒子以垂直於cd邊的速度*入正方形內,經過時間t0剛好從c點*出磁場,則知帶電粒子的運動週期為T=2t0.
A、當帶電粒子的軌跡與ad邊相切時,軌跡的圓心角為60°,粒子運動的時間為t=T=,在所有從ad邊*出的粒子中最長時間為,故若該帶電粒子在磁場中經歷的時間是t0,一定不是從ad邊*出磁場.故A錯誤.
B、若該帶電粒子在磁場中經歷的時間是t0=T,則粒子軌跡的圓心角為θ==,速度的偏向角也為,根據幾何知識得知,粒子*出磁場時與磁場邊界的夾角為30°,必定從cd*出磁場.故B正確.
C、若該帶電粒子在磁場中經歷的時間是t0=T,則得到軌跡的圓心角為π,由於>>π,則它一定從bc邊*出磁場,故C正確.
D、若該帶電粒子在磁場中經歷的時間是t0=T,則得到軌跡的圓心角為π,而粒子從ab邊*出磁場時最大的偏向角等於60°+90°=150°=π<π,故不一定從ab邊*出磁場.故D錯誤.
故選:BC
知識點:專題六 電場和磁場
題型:多項選擇