Question

18．如圖所示，圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三個(gè)帶電粒子A，B，C先后從P點(diǎn)以相同的速度沿PO方向射入磁場(chǎng)，分別從a，b，c三點(diǎn)射出磁場(chǎng)，三個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別用t_A、t_B、t_C表示，三個(gè)粒子的比荷分別用k_A，k_B，k_C表示，三個(gè)粒子在該磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期分別用T_A、T_B、T_C表示，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 粒子B帶正電
• B． t_A＜t_B＜t_C
• C． k_A＜k_B＜k_C
• D． T_A＞T_B＞T_C

Answer 1

分析 根據(jù)左手定則，由帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向可以判斷電荷的正負(fù)；根據(jù)運(yùn)動(dòng)的軌跡圖象，以及洛倫茲力提供向心力的圓周運(yùn)動(dòng)周期T=$\frac{2πm}{qB}$和半徑公式r=$\frac{mv}{qB}$可以得知荷質(zhì)比，時(shí)間，周期之間的關(guān)系．

解答 解：根據(jù)題意做出ABC三種粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，根據(jù)題意，
根據(jù)左手定則，可以判斷B粒子帶的電荷為負(fù)電荷，A錯(cuò)；
由圖可知，三粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑C最大，A最小，根據(jù)r=$\frac{mv}{qB}$，又粒子的速度都相等，所以比荷的大小關(guān)系是：K_A＞K_B＞K_C，故C錯(cuò)誤；
根據(jù)周期公式T=$\frac{2πm}{qB}$及比荷的大小關(guān)系可知：T_C＞T_B＞T_A，故D錯(cuò)誤；
由圖，ABC三個(gè)粒子形成的圖象在磁場(chǎng)區(qū)域留下的弧長(zhǎng)C最長(zhǎng)，A 最短，而三個(gè)粒子的速度相同，根據(jù)時(shí)間等于弧長(zhǎng)除以速度，所以有：t_A＜t_B＜t_C，B選項(xiàng)正確．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是根據(jù)要求做出圖象，根據(jù)圖象以及周期、半徑的公式求解對(duì)應(yīng)物理量之間的關(guān)系，本題只能做定性分析，不能定量的求解．是一道考察帶電粒子受洛倫茲力做圓周運(yùn)動(dòng)的典型問(wèn)題．難度適中．