(2010?廈門二模)如圖所示,將截面為正方形的真空腔abcd放置在一勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直紙面向里.若有一束具有不同速率的電子由小孔a沿ab方向射入磁場,打在腔壁上的被吸收,則關(guān)于由小孔c和小孔d射出的電子的時間比值和運(yùn)動速率比值正確的是( 。
分析:帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動,由幾何知識可分別求得從c點(diǎn)和d點(diǎn)飛出的粒子的半徑,則由向心力公式可求得各自的速率及比值;由轉(zhuǎn)動的角度可知運(yùn)動時間之比.
解答:解:設(shè)磁場邊長為a,如圖所示,粒子從c點(diǎn)離開,其半徑為a;

A、B:粒子的運(yùn)行周期:T=
2πm
qB

從圖可得,從c點(diǎn)離開的粒子運(yùn)行的時間是
1
4
個周期:tC=
T
4

從d點(diǎn)離開的粒子運(yùn)行的時間是半個周期:tD=
1
2
T
;
tC
tD
=
1
4
T
1
2
T
=
1
2
.故A錯誤,B錯誤;
C、D:由洛倫茲力提供向心力得:BqvC=
m
v
2
C
a

可得:vC=
Bqa
m

粒子從d點(diǎn)離開,其半徑為
a
2

同理可得:vD=
Bqa
2m

vC
vD
=
2
1
; 故C錯誤,D正確.
故選:D.
點(diǎn)評:本題屬于帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)中典型題目,此類題的關(guān)鍵在于確定圓心及由幾何關(guān)系求出半徑.
練習(xí)冊系列答案
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(1)如圖2為列車勻速行駛時的某一時刻,MN、PQ均處于磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值處,此時金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的大小和方向.
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2dv1-v2
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2
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