如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)帶電粒子以速度v從A點(diǎn)沿 直徑AOB方向射入磁場(chǎng),經(jīng)過時(shí)間t從C點(diǎn)射出磁場(chǎng),OC與OB成60°角.現(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)?span dealflag="1" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
,仍從A點(diǎn)沿原方向射入磁場(chǎng),不計(jì)重力,則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變?yōu)椋ā 。?/div>
分析:粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),軌跡半徑R=
,周期T=
,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=
T與速度無關(guān),但與偏轉(zhuǎn)圓心角有關(guān),由速度關(guān)系可得軌跡半徑關(guān)系,結(jié)合幾何關(guān)系,可得偏轉(zhuǎn)圓心角的變化,從而可求解時(shí)間.
解答:解:粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示
,設(shè)r為圓形磁場(chǎng)的半徑,R為粒子軌跡半徑.
由:qvB=
可得:R
1=
由幾何知識(shí)可得:R=rcot30°=
r,
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期:T=
設(shè)圓心角為θ,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t
1=
T=
T當(dāng)粒子速度變?yōu)?span dealflag="1" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
是,故R
2=
=
=r,
故此時(shí)粒子偏轉(zhuǎn)圓心角等于90°,故粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t
2=
T=
故
=
=
=1.5
即:t
2=1.5t
故ACD錯(cuò)誤,B正確
故選:B
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵根據(jù)幾何關(guān)系求得粒子半徑,判斷圓心角,從而利用t=
T求解,難度適中.