Question

【题目】空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子．不计重力．下列说法正确的是（ ）

A. 入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同

B. 在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同

C. 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同

D. 在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大

Answer 1

【答案】CD

【解析】

带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，虽然电量、质量不同，但比荷相同，所以运动圆弧对应的半径与速率成正比．它们的周期总是相等，因此运动的时间由圆心角来决定．

粒子在磁场中的运动时间：t=T，由题意可知，粒子的比荷相同，则粒子做圆周运动的周期：相同，入射速度不同的粒子，如果它们在磁场中转过的圆心角θ相同，则粒子在磁场中的运动时间相等，故A错误；在磁场中运动时间：，θ为转过圆心角，由于粒子做圆周运动的周期T相等，运动时间相同的粒子，其圆心角相同，如果粒子速度不同，粒子轨道半径不同，粒子运动轨迹不同，故B错误；在磁场中半径：，由于粒子的比荷相同，入射速度相同的粒子在磁场中的轨道半径相等，粒子入射方向相同，粒子运动轨迹相同，故C正确；在磁场中运动时间：，θ为转过圆心角，由于粒子做圆周运动的周期T相等，在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角也一定越大，故D正确；故选CD。