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(10分)如图所示,带电粒子在真空环境中的匀强磁场里按图示径迹运动。径迹为互相衔接的两段半径不等的半圆弧,中间是一块薄金属片,粒子穿过时有动能损失。试判断粒子在上、下两段半圆径迹中哪段所需时间较长?(粒子重力不计)

解析:

首先根据洛仑兹力方向,(指向圆心),磁场方向以及动能损耗情况,判定粒子带正电,沿abcde方向运动。

再求通过上、下两段圆弧所需时间:带电粒子在磁场中做匀速圆周运动

子速度v,回旋半径R无关。因此上、下两半圆弧粒子通过所需时间相等。动能的损耗导致粒子的速度的减小,结果使得回旋半径按比例减小,周期并不改变。

错解:

的回旋周期与回旋半径成正比,因为上半部分径迹的半径较大,所以所需时间较长。

错解原因:

错误地认为带电粒子在磁场中做圆周运动的速度不变,由周期公式

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如图所示,带电粒子在磁场中所受洛仑兹力的方向与磁场和运动方向的关系,其中正确的是(  )

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