Question

【题目】如图所示，甲、乙两个质量相同、带等量异种电荷的带电粒子，以不同的速率经小孔P垂直磁场边界MN ， 进入方向垂直纸面向外的匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，半圆轨迹如图中虚线所示．不计重力空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）
A.甲带负电荷，乙带正电荷
B.洛伦兹力对甲乙不做正功
C.甲的速率大于乙的速率
D.甲在磁场中运动的时间大于乙在磁场中运动的时间

Answer 1

【答案】C
【解析】解答：A、在P点，速度向下，磁场向外，甲受向左的洛伦兹力，根据左手定则，甲带正电荷； 同理，在P点，乙受向右的洛伦兹力，速度向下，磁场向外，根据左手定则，乙带负电荷；故A错误；
B、根据左手定则，洛伦兹力与速度垂直，故洛伦兹力永不做功，故B错误；
C、粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有： ，故 ，由于q、m、B均相同，甲的轨道半径大，说明甲的速度也大，故C正确；
D、周期 ，由于 ，故 ；由于q、m、B均相同，故时间相等，故D错误；
故选：C．
分析：本题关键是明确粒子垂直射入匀强磁场后，在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律列式分析轨道半径和公转周期，根据左手定则判断洛伦兹力方向
【考点精析】掌握磁感应强度和洛伦兹力是解答本题的根本，需要知道磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向；洛伦兹力始终垂直于v的方向，所以洛伦兹力一定不做功．