题目
如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是() A. a粒子动能最大 B. c粒子速率最大 C. c粒子在磁场中运动时间最长 D. 它们做圆周运动的周期Ta<Tb<Tc
答案:考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力. 专题: 带电粒子在磁场中的运动专题. 分析: 三个质量和电荷量都相同的带电粒子,以不同的速率垂直进入匀强磁场中,则运动半径的不同,导致运动轨迹也不同.运动轨迹对应的半径越大,粒子的速率也越大.而运动周期它们均一样,运动时间由圆弧对应的圆心角决定. 解答: 解:A、B粒子在磁场中做匀速圆周运动时,由洛伦兹力提供向心力,根据qvB=m,可得:r=,粒子的动能,则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同,在同一个磁场中,当速度越大时、轨道半径越大,则由图知,a粒子速率最小,c粒子速率最大.c粒子动能最大.故A错误,B正确. C、由于粒子运动的周期T=及t=T可知,三粒子运动的周期相同,a在磁场中运动的偏转角最大,运动的时间最长,故C、D错误. 故选:B. 点评: 带电粒子在磁场、质量及电量相同情况下,运动的半径与速率成正比,从而根据运动圆弧来确定速率的大小;运动的周期均相同的情况下,可根据圆弧的对应圆心角来确定运动的时间的长短.