Question

1．阿爾法磁譜儀用于探測(cè)宇宙中的反物質(zhì)和暗物質(zhì)（即由“反粒子”構(gòu)成的物質(zhì)），如氚核（${\;}_{1}^{3}$H）的反粒子為（${\;}_{-1}^{3}$H）．該磁譜儀核心部分截面區(qū)域是半徑為r的圓形磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，如圖所示，P為入射窗口，各粒子從P射入速度相同，均沿直徑方向，Pabcde為圓周上等分點(diǎn)，如反質(zhì)子射入后打在e點(diǎn)，則氚核粒子射入將打在（　　）

• A． a
• B． b
• C． d
• D． e

Answer 1

分析 粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律求出力的軌道半徑，然后答題．

解答 解：粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，
由牛頓第二定律得：qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，解得：R=$\frac{mv}{qB}$，
質(zhì)子的軌道半徑為R，則氚核的軌道半徑：R′=3R，
反質(zhì)子射入后打在e點(diǎn)，它轉(zhuǎn)過的圓心角為：θ=180°-60°=120°，
tan$\frac{θ}{2}$=tan60°=$\sqrt{3}$=$\frac{r}{R}$，
則氚核tan$\frac{θ′}{2}$=$\frac{r}{R′}$=$\frac{r}{3R}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$，θ′=60°，
由左手定則可知，氚核剛射入磁場(chǎng)時(shí)受到的洛倫茲力豎直向下，則氚核從b點(diǎn)射出磁場(chǎng)；
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了判斷氚核射出磁場(chǎng)的位置，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用牛頓第二定律與幾何知識(shí)即可正確解題．