Question

2．如图，在x＞0、y＞0的空间有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B，现有四个速度均相同的带电粒子，由x轴上的P点平行于y轴射入此磁场，其出射方向如图所示，不计重力的影响，则（　　）

• A． 比荷最大的粒子是沿①方向射出的粒子
• B． 比荷最大的粒子是沿④方向射出的粒子
• C． 在磁场中运动向心加速度最大的沿①方向射出的粒子
• D． 在磁场中运动洛伦兹力不做功最的只有沿④方向射出的粒子

Answer 1

分析 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律、根据粒子轨道半径关系分析答题．

解答 解：A、粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得：$\frac{q}{m}$=$\frac{v}{Br}$，粒子的速度v相同、磁感应强度B相同，粒子轨道半径r越小，粒子的比荷越大，由图示粒子运动轨迹可知，沿④方向运动的粒子轨道半径最小，沿④方向运动的粒子比荷最大，故A错误，B正确；
C、粒子做圆周运动的向心加速度：a=$\frac{{v}^{2}}{r}$，粒子的速度v相同，粒子轨道半径r越小，向心加速度a越大，由图示粒子运动轨迹可知，沿④方向运动的粒子轨道半径最小，沿④方向运动的粒子向心加速度最大，故C错误；
D、洛伦兹力总是与粒子的速度方向垂直，洛伦兹力对粒子不做功，故D错误；
故选：B．

点评 本题考查了粒子在匀强磁场中的运动，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律即可解题，由图示运动轨迹确定各粒子轨道半径间的关系是正确解题的关键．