Question

如圖所示，以直角三角形AOC為邊界的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，∠A=60°，AO=a．在O點(diǎn)放置一個粒子源，可以向紙面內(nèi)各個方向發(fā)射某種帶負(fù)電粒子，粒子的比荷為

q

m

，速度大小都為v₀，且滿足v₀=

qBa

m

發(fā)射方向由圖中的角度θ表示．對于粒子進(jìn)入磁場后的運(yùn)動（不計(jì)重力作用），下列說法正確的是（　　）

• A、粒子在磁場中運(yùn)動的半徑為a
• B、粒子有可能打到A點(diǎn)
• C、以θ=60°飛入的粒子在磁場中運(yùn)動時間最短
• D、在AC邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出

Answer 1

分析：帶電粒子以相同的速率，不同的速度方向，進(jìn)入磁場，運(yùn)動軌跡的曲率半徑相同，從而根據(jù)不同的磁場情況，即可求解．

解答：解：A、根據(jù)洛倫茲力提供向心力，得：Bqv0=

m v 2 0

R

，可知粒子的運(yùn)動半徑R=a，故A正確；
B、可知粒子的運(yùn)動半徑R=a，因此當(dāng)θ=60°入射時，粒子恰好從A點(diǎn)飛出，故B正確；
C、當(dāng)θ=60°飛入的粒子在磁場中運(yùn)動時間恰好是

T

6

，是在磁場中運(yùn)動時間最長；當(dāng)θ=0°飛入的粒子在磁場中，粒子恰好從AC中點(diǎn)飛出，在磁場中運(yùn)動時間也恰好是

T

6

，θ從0°到60°，粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡對應(yīng)的圓弧的弦長先減小后增大，所以粒子在磁場中運(yùn)動時間先減小后增大，故C錯誤；
D、當(dāng)θ=0°飛入的粒子在磁場中，粒子恰好從AC中點(diǎn)飛出，因此在AC 邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出，故D正確；
故選：ABD

點(diǎn)評：考查帶電粒子以相同的速率，不同速度方向，射入磁場中，根據(jù)磁場的界限來確定運(yùn)動情況，并結(jié)合半徑與周期公式來分析討論．
θ從0°到60°的過程中，粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡對應(yīng)的圓弧的弦長先減小后增大，所以粒子在磁場中運(yùn)動時間先減小后增大是該題的關(guān)鍵．