题目
如图所示,边长为L的等边三角形ABC为两有界匀强磁场的理想边界,三角形内的磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,三角形外的磁场(足够大)方向垂直纸面向里,磁感应强度大小也为B.把粒子源放在顶点A处,它将沿∠A的角平分线发射质量为m、电荷量为q、初速度为v0的带电粒子(粒子重力不计).若从A射出的粒子 ①带负电,v0=,第一次到达C点所用时间为t1 ②带负电,v0=,第一次到达C点所用时间为t2 ③带正电,v0=,第一次到达C点所用时间为t3 ④带正电,v0=,第一次到达C点所用时间为t4 则下列判断正确的是( ) A.t1=t3<t2=t4 B.t1<t2<t4<t3 C.t1<t2<t3<t4 D.t1<t3<t2<t4
答案:选B.粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供圆周运动的向心力. (1)当v0=时,则由牛顿第二定律可得 qvB=m,T= 根据几何关系作出运动轨迹,r=L,如图1. 由轨迹知,当电荷带正电,粒子经过一个周期到达C点,即为t3=T;当粒子带负电,粒子经过T第一次到达C点,即为t1=T; (2)当v0=,r=L,如图2.由运动轨迹可知,当电荷带正电,粒子经过T到达C点,即为t4=T,当粒子带负电,粒子经过第一次到达C点,即为t2=,综上所述,有t1<t2<t4<t3,故B正确.