Question

【題目】如圖(a)所示，在半徑為R的虛線(xiàn)區(qū)域內(nèi)存在周期性變化的磁場(chǎng)，其變化規(guī)律如圖(b)所示。薄擋板MN兩端點(diǎn)恰在圓周上，且MN所對(duì)的圓心角為120 °。在t=0時(shí)，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子，以初速度v從A點(diǎn)沿直徑AOB射入場(chǎng)區(qū)，運(yùn)動(dòng)到圓心O后，做一次半徑為的完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在B點(diǎn)與擋板碰撞后原速率返回（碰撞時(shí)間不計(jì)，電荷量不變），運(yùn)動(dòng)軌跡如圖(a)所示。粒子的重力不計(jì)，不考慮變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是

A. 磁場(chǎng)方向垂直紙面向外

B. 圖(b)中

C. 圖(b)中

D. 若t=0時(shí)，質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子，以初速度v從A點(diǎn)沿AO入射，偏轉(zhuǎn)、碰撞后，仍可返回A點(diǎn)

Answer 1

【答案】BC

【解析】根據(jù)軌跡可知，帶正電的粒子從O點(diǎn)向上偏轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；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：qvB0=m，解得磁感應(yīng)強(qiáng)度：B0=，選項(xiàng)B正確；虛線(xiàn)區(qū)域不加磁場(chǎng)時(shí)粒子做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，粒子做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：，虛線(xiàn)區(qū)域加速磁場(chǎng)后粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：，磁場(chǎng)變化的周期：T0=t1+t2=，選項(xiàng)C正確；若t=0時(shí)，質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子，以初速度v從A點(diǎn)沿AO入射，到達(dá)O點(diǎn)后向下，與板碰撞后，到達(dá)B板，與B碰撞后向上偏轉(zhuǎn)900然后從磁場(chǎng)中飛出，則不能返回A點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選BC.