M点是位于圆形匀强磁场边界的一个粒子源,可以沿纸面向磁场内各个方向射出带电荷量为q、质量为m、速度大小相同的粒子,如图所示.已知磁场的方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B,所有粒子射出磁场边界的位置均处于边界的某一段圆弧上,这段圆弧的弧长是圆周长的,不计粒子的重力,则此粒子速度的大小和在磁场中运动最长的时间分别为 A. , B. , C. , D. ,
答案:C 【解析】 所有粒子的速度大小相同,因此在磁场中做圆周运动的半径大小相同,由于所有粒子射出边界的位置均处于磁场边界的某一段圆弧上,这段圆弧的弧长是圆形磁场周长的,则最远出射点离M点的距离为粒子做圆周运动轨迹的直径2r,由几何关系可知,,由,解得,因为粒子是从M点沿纸面向磁场内各个方向射入,取最靠切线方向的粒子,在磁场中近似做完整一个圆周,其运动的时间最长,即,故C正确,A、B、D错误; 故选C.