Question

如图所示，甲，乙，丙分别是磁感应强度相同的圆形、正方形、正菱形（倾斜放置的正方形）匀强磁场区域（圆形直径与正方形边长及正菱形对角线长度相同）．相同带电粒子以相同速度沿垂直于磁场方向，对准中心O分别进入三个区域．则粒子分别经过三个磁场区域所用的时间由短到长顺序可能为（　　）

A．甲、乙、丙

B．乙、丙、甲

C．丙、乙、甲

D．丙、甲、乙

Answer 1

分析：电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力qvB=

mv2

r

整理出半径表达式判断半径是否相同；运动时间的判断可以根据转过的圆心角的大小：t=

θ

2π

T；比较哪个磁场电子先出磁场，可以做出多个轨迹比较．

解答：解：电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qvB=

mv2

r

整理得r=

mv

qB

，两过程电子速度v相同，所以半径相同．
粒子在磁场中的可能运动情况如图所示，

电子从O点水平进入由于它们进入正菱形、圆形磁场和矩形磁场的轨道半径、速度是相同的，我们把正菱形、圆形磁场和矩形磁场的边界放到同一位置如图所示，由图可以看出进入磁场区域的电子的轨迹1，先出正菱形，再出圆形磁场，再出矩形磁场；进入磁场区域的电子的轨迹2，同时从正菱形、圆形与矩形边界处磁场；进入磁场区域的电子的轨迹3，先出正菱形，再出圆形磁场，再出矩形磁场；所以电子不会先出矩形的磁场，粒子分别经过三个磁场区域所用的时间是相等，或由短到长顺序可能为丙、甲、乙．故D正确．
故选：D

点评：难点在于能否想到在同一个图象中做出多个轨迹进行比较哪个先出磁场．