Question

圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．一帶電粒子（不計(jì)重力）以某一初速度沿直徑方向射入，穿過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間為t，速度方向偏轉(zhuǎn)60°．如圖所示，根據(jù)上述條件可求下列哪個(gè)物理量（ ）
A．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑
B．帶電粒子的初速度
C．帶電粒子的荷質(zhì)比
D．帶電粒子的質(zhì)量

Answer 1

【答案】分析：帶電粒子在磁場(chǎng)中由洛倫茲力提供向心力，使粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．從而可推導(dǎo)出軌道半徑公式與周期公式，由題中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與磁感應(yīng)強(qiáng)度可求出粒子的比荷，由于圓磁場(chǎng)的半徑未知，所以無(wú)法求出軌道半徑，也不能算出粒子的初速度．
解答：解：A、帶電粒子沿半徑方向入射，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)60°后又沿半徑方向出射，從而畫(huà)出圓弧對(duì)應(yīng)的弦，確定圓弧的圓心，算出圓心角．再根據(jù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及周期公式可算出帶電粒子的荷質(zhì)比．但由于不知圓形磁場(chǎng)的半徑，則無(wú)法求出軌道圓弧的半徑，故A錯(cuò)誤；
B、帶電粒子沿半徑方向入射，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)60°后又沿半徑方向出射，從而畫(huà)出圓弧對(duì)應(yīng)的弦，確定圓弧的圓心，算出圓心角．再根據(jù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及周期公式可算出帶電粒子的荷質(zhì)比．但由于不知圓形磁場(chǎng)的半徑，則無(wú)法求出軌道圓弧的半徑，所以也不能算出粒子的初速度，故B錯(cuò)誤；
C、帶電粒子沿半徑方向入射，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)60°后又沿半徑方向出射，從而畫(huà)出圓弧對(duì)應(yīng)的弦，確定圓弧的圓心，算出圓心角．再根據(jù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及周期公式可算出帶電粒子的荷質(zhì)比．故C正確；
D、帶電粒子沿半徑方向入射，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)60°后又沿半徑方向出射，從而畫(huà)出圓弧對(duì)應(yīng)的弦，確定圓弧的圓心，算出圓心角．再根據(jù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及周期公式可算出帶電粒子的荷質(zhì)比．由于不知帶電粒子的電量，所以粒子的質(zhì)量也無(wú)法知道．故D錯(cuò)誤；
故選：C
點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的題目解題步驟為：定圓心、畫(huà)軌跡、求半徑，同時(shí)還利用圓弧的幾何關(guān)系來(lái)幫助解題．