江西省赣州市南康中学2016-2017学年高二下学期月考物理试卷(3月份)

发布时间:2023-10-30 13:56:04    来源:查看试卷    点击:2258   
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(多选题)如图所示,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S.某一时刻,从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用),所有粒子的初速度大小相同,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场.已知∠AOC=60°,从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于(T为粒子在磁场中运动的周期),则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间可能为(  )

A.              B.              C.              D.


答案及解析:

知识点:带电粒子在磁场中的运动

ABC

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.

【分析】所有粒子的初速度大小相同,轨迹半径相同,当入射点与出射点连线最长时,轨迹的圆心角最大,粒子在磁场中运动的最长.相反连线最短,时间最短.根据几何知识,作出轨迹,确定时间的范围进行选择.

【解答】解:粒子在磁场做匀速圆周运动,粒子在磁场中出射点和入射点的连线即为轨迹的弦.初速度大小相同,轨迹半径R=相同.

OS=d,当出射点DS点的连线垂直于OA时,DS弦最长,轨迹所对的圆心角最大,周期一定,则由粒子在磁场中运动的时间最长.由此得到:

轨迹半径为:R=

当出射点ES点的连线垂直于OC时,弦ES最短,轨迹所对的圆心角最小,则粒子在磁场中运动的时间最短.

则:SE=,由几何知识,得θ=60°

最短时间:tmin=

所以,粒子在磁场中运动时间范围为≤t≤

故选ABC