Question

(2010年高考江蘇卷)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中附加另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，附加磁場(chǎng)位于圖中陰影區(qū)域，附加磁場(chǎng)區(qū)域的對(duì)稱軸OO′與SS′垂直．a、b、c三個(gè)質(zhì)子先后從S點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，它們的速度大小相等，b的速度方向與SS′垂直，a、c的速度方向與b的速度方向間的夾角分別為α、β，且α＞β.三個(gè)質(zhì)子經(jīng)過(guò)附加磁場(chǎng)區(qū)域后能到達(dá)同一點(diǎn)S′，則下列說(shuō)法中正確的有(　　)

A三個(gè)質(zhì)子從S運(yùn)動(dòng)到S′的時(shí)間相等

B．三個(gè)質(zhì)子在附加磁場(chǎng)以外區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心均在OO′軸上

C．若撤去附加磁場(chǎng)，a到達(dá)SS′連線上的位置距S點(diǎn)最近

D．附加磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同

 

Answer 1

【答案】

CD

【解析】洛倫茲力對(duì)粒子始終不做功，由于a、b、c三個(gè)質(zhì)子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小相等，所以它們進(jìn)入磁場(chǎng)后速度大小始終不變，顯然弧長(zhǎng)最長(zhǎng)的c運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，a運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，選項(xiàng)A錯(cuò)；撤去附加磁場(chǎng)后三個(gè)質(zhì)子均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中質(zhì)子b軌跡為半圓，由于α＞β，通過(guò)畫圖可看出a到達(dá)SS′連線上位置距S點(diǎn)最近，b到達(dá)SS′連線上的位置離S點(diǎn)最遠(yuǎn)，選項(xiàng)C正確；比較a、b兩質(zhì)點(diǎn)，b在附加磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)比a在附加磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)長(zhǎng)，但它們均從同一位置S′離開(kāi)磁場(chǎng)，故附加區(qū)域合磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度比原磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大，因此附加磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，選項(xiàng)D正確．由于附加磁場(chǎng)區(qū)域的合磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度比原磁場(chǎng)的強(qiáng)，附加區(qū)域質(zhì)子運(yùn)動(dòng)半徑小，故未進(jìn)入附加磁場(chǎng)之前的圓心位置在OO′軸右方，從附加磁場(chǎng)出來(lái)后的圓心在OO′左側(cè)(如圖)選項(xiàng)B錯(cuò)誤．