17.如圖所示,整個空間存在垂直紙面的以ON所在直線為分界線的兩個不同的勻強磁場,OM垂直0N且長度均為L,一帶電粒子以速率v由0點沿M0方向進入磁場,其軌跡恰好經(jīng)過N、M兩點.不計粒子所受重力,則下列判斷正確( 。
A.該粒子帶正電
B.ON下方的磁感應強度大小是上方磁感應強度大小的2倍
C.粒子從O運動到N的時間是從N運動到M的時間的2倍
D.粒子從O運動到N的時間與從N運動到M的時間之比為1:1

分析 粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,根據(jù)題意確定粒子運動軌跡關系,應用牛頓第二定律求出磁感應感應強度,然后根據(jù)粒子運動過程應用粒子做圓周運動的周期公式分析答題.

解答 解:A、由于不知道磁場的方向,無法應用左手定則判斷粒子帶什么電,粒子即可能帶正電也可能帶負電,故A錯誤;
B、粒子從O點出發(fā),恰好通過N、M兩點,則粒子的運動軌道半徑:r2=2r1,粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得:B=$\frac{mv}{qr}$,由于m、v、q相同,r2=2r1,則B1=2B2,即:ON上方的磁感應強度大小是下方磁感應強度大小的2倍,故B錯誤;
C、粒子在磁場中做圓周運動的周期:T=$\frac{2πm}{qB}$,粒子在ON上方的運動時間是:$\frac{1}{2}$T,在ON下方的運動時間為:$\frac{1}{4}$T,則粒子從O運動到N的時間是從N運動到M的時間的2倍,故C正確,D錯誤;
故選:C.

點評 粒子在磁場中做勻速圓周運動,粒子在ON上方運動半個圓周,在ON下方到OM間運動四分之一個圓周,分析清楚粒子運動過程是解題的關鍵,應用牛頓第二定律求出粒子軌道半徑,應用粒子周期公式可以解題.

練習冊系列答案
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