Question

17．如圖，以直角三角形AOC為邊界的有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為B，∠A=60°，AO=a．在O點放置一個粒子源，可以向紙面內(nèi)各個方向發(fā)射某種帶負電粒子，粒子的比荷為$\frac{q}{m}$，速度大小都為v₀，且滿足v₀=$\frac{qBa}{m}$，發(fā)射方向由圖中的角度θ表示．對于粒子進入磁場后的運動（不計重力作用），下列說法不正確的是（　�。�

• A． 粒子在磁場中運動的半徑為a
• B． 粒子有可能打到A點
• C． 以θ=60°飛入的粒子在磁場中運動時間最短
• 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，進入磁場，運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、粒子做圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qv₀B=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{r}$，解得：r=a，故A正確；
B、可知粒子的運動半徑R=a，因此當θ=60°入射時，粒子恰好從A點飛出，故B正確；
C、當θ=60°飛入的粒子在磁場中運動時間恰好是$\frac{T}{6}$，是在磁場中運動時間最長；當θ=0°飛入的粒子在磁場中，粒子恰好從AC中點飛出，在磁場中運動時間也恰好是$\frac{T}{6}$，θ從0°到60°，粒子在磁場中運動的軌跡對應(yīng)的圓弧的弦長先減小后增大，所以粒子在磁場中運動時間先減小后增大，故C錯誤；
D、當θ=0°飛入的粒子在磁場中，粒子恰好從AC中點飛出，因此在AC邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出，故D正確；
本題選不正確的，故選：C．

點評 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動時間先減小后增大是該題的關(guān)鍵．