Question

圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图所示．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（　　）

A．a粒子速率最大

B．c粒子速率最大

C．a粒子在磁场中运动的时间最长

D．它们做圆周运动的周期T_a＜T_b＜T_c

Answer 1

分析：三个质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率垂直进入匀强磁场中，则运动半径的不同，导致运动轨迹也不同．因此运动轨迹对应的半径越大，则粒子的速率也越大．而运动周期它们均一样，但运动时间却由圆弧对应的圆心角决定．

解答：解：粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动．则有Bqv=m

v2

R

得：R=

mv

Bq

 由于带电粒子们的B、q、m均相同，所以R与v成正比．
因此运动圆弧半径越大，则运动速率越大．故c粒子速率最大．
而由周期公式得：T=

2πm

Bq

   由于带电粒子们的B、q、m均相同，所以T均相同．
由运动圆弧对应的圆心角越大，则运动时间越长．故a粒子在磁场中运动的时间最长．
故选：BC

点评：带电粒子在磁场、质量及电量相同情况下，运动的半径与速率成正比，从而根据运动圆弧来确定速率的大小；运动的周期均相同的情况下，可根据圆弧的对应圆心角来确定运动的时间的长短．