Question

6．如圖所示的區(qū)域共有a、b、c、d、e、f六處小開口，各相鄰開口之間的距離都相等，在該區(qū)域施加方向垂直于該區(qū)域的勻強磁場后，不同速度的粒子從開口α沿中心線進入該區(qū)域，可能從b、c、d、e、f任意一個開口離開，粒子就如圖進入“迷宮”一般，可以稱作“粒子迷宮”，設(shè)所有的粒子（不計粒子重力和粒子間的相互作用力）都能沿開口的中心軸離開，則以下說法正確的是（　�。�

• A． 從d口離開的粒子不帶電
• B． 從e、f口離開的粒子帶有異種電荷
• C． 從b、c口離開的粒子運動時間一定不相等
• D． 若粒子的比荷相同，那么從c口離開的粒子速度是從b口離開的粒子速度的2倍

Answer 1

分析 帶電粒子垂直磁場方向進入磁場，粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)粒子出口位置，應(yīng)用左手定則與牛頓第二定律分析答題．

解答 解：A、由圖示可知，從d離開的粒子做直線運動，不受洛倫茲力作用，粒子不帶電，故A正確；
B、由圖示可知，從e、f離開的粒子剛進入磁場時受到的洛倫茲力都是豎直向上的，由左手定則可知，它們所帶電荷的性質(zhì)相同，故B錯誤；
C、粒子在磁場中做圓周運動的周期：T=$\frac{2πm}{qB}$，粒子在磁場中的運動時間：t=$\frac{θ}{2π}T=\frac{θm}{qB}$，粒子運動的圓心角不同，但是比荷也可能不同，所以運動的時間可能相等．故C錯誤．
D、粒子在磁場中做勻速圓周運動，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：$v=\frac{qBr}{m}$，可知，從b、c離開的粒子軌道半徑關(guān)系為：r_c=2r_b，
則：v_c=2r_b，故D正確；
故選：AD．

點評 本題考查了判斷粒子電性、運動時間與粒子速度關(guān)系問題，分析清楚粒子運動過程、應(yīng)用左手定則與牛頓第二定律、粒子做圓周運動的周期公式即可正確解題．