2.如圖是荷質(zhì)比相同的a、b兩粒子從O點垂直勻強磁場進入正方形區(qū)域的運動軌跡,則( 。
A.a的質(zhì)量比b的質(zhì)量大B.a帶正電荷、b帶負電荷
C.a在磁場中的運動速率比b的大D.a在磁場中的運動時間比b的短

分析 根據(jù)粒子的偏轉方向得出洛倫茲力方向,通過左手定則判斷粒子的電性,根據(jù)粒子的半徑大小,通過洛倫茲力提供向心力求出粒子的荷質(zhì)比.結合粒子在磁場中運動的周期公式比較兩粒子在磁場中的運動時間關系.

解答 解:A、荷質(zhì)比相同的a、b兩粒子,因電量無法確定,則質(zhì)量大小無法比較.故A錯誤.
B、初始時刻兩粒子所受的洛倫茲力方向都是豎直向下,根據(jù)左手定則知,兩粒子都帶負電.故B錯誤.
C、根據(jù)軌跡圖可知,a粒子的半徑大于b粒子,根據(jù)qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$得,r=$\frac{mv}{qB}$,因為$\frac{q}{m}$相同,所以半徑越大時,速率越大.故a在磁場中的運動速率比b的大.故C正確.
D、粒子在磁場中的運動周期T=$\frac{2πm}{qB}$,可知它們的運動周期相同.a(chǎn)粒子軌跡所對的圓心角小于b粒子的圓心角,則由t=$\frac{θ}{2π}$T知a在磁場中的運動時間比b的短.故D正確.
故選:CD.

點評 解決本題的關鍵掌握帶電粒子在磁場中運動的半徑公式和周期公式,并能靈活運用,注意圓心角與周期決定運動的時間.

練習冊系列答案
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