Question

【題目】如圖所示，正方形abcd區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，甲、乙兩帶電粒子從a點(diǎn)沿與ab成30°角的方向垂直射入磁場(chǎng)。甲粒子垂直于bc邊離開(kāi)磁場(chǎng)，乙粒子從ad邊的中點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)。已知甲、乙兩a帶電粒子的電荷量之比為1 : 2，質(zhì)量之比為1 : 2，不計(jì)粒子重力。 以下判斷正確的是

A. 甲粒子帶負(fù)電，乙粒子帶正電

B. 甲粒子的動(dòng)能是乙粒子動(dòng)能的24倍

C. 甲粒子所受洛倫茲力是乙粒子所受洛倫茲力的倍

D. 甲粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是乙粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的倍

Answer 1

【答案】BCD

【解析】

根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，應(yīng)用左手定則可以判斷出粒子的電性；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，根據(jù)題意求出粒子軌道半徑關(guān)系，然后應(yīng)用牛頓第二定律求出粒子的速度然后分析答題；根據(jù)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式與粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角求出粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

由甲粒子垂直于bc邊離開(kāi)磁場(chǎng)可知，甲粒子向上偏轉(zhuǎn)，所以甲粒子帶正電，由粒子從ad邊的中點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)可知，乙粒子向下偏轉(zhuǎn)，所以乙粒子帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系可知，R甲=2L，乙粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的弦切角為60°，弦長(zhǎng)為，所以：=2R乙sin60°，解得：R乙=L，由牛頓第二定律得：qvB=m，動(dòng)能：EK=mv2=，所以甲粒子的動(dòng)能是乙粒子動(dòng)能的24倍，故B正確；由牛頓第二定律得：qvB=m，解得：，洛倫茲力：f=qvB=，即，故C正確；由幾何關(guān)系可知，甲粒子的圓心角為300，由B分析可得，乙粒子的圓心角為120°，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t=T，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期： 可知，甲粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是乙粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的1/4倍，故D正確；故選D。故選BCD.