5.如图所示,在xOy坐标系的第一象限内有磁感应强度大小为B,方向垂直xOy平面向里的匀强磁场。现有一质量为m、电量为q的带正电粒子,从在X轴上的某点P沿着与X轴成30°角的方向射入磁场。不计粒子重力,则下列说法中正确的是()
5.如图所示,OX与MN是匀强磁场中的两条平行直线,速率不同的同种带电粒子沿OX方向同时射入磁场,从MN边界穿出时,其中一个速度v1与MN垂直,另一个的速度v2与MN与60角,则两粒子穿越磁场所需时间的比为( )
16.薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域,高速带电粒子可穿过铝板一次,在两个区域运动的轨迹如图,半径R1>R2,假定穿过铝板前后粒子电量保持不变,则该粒子 ( )
18.如图,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S。某一时刻,从S平行于纸面向各个方向以某一速率发射出大量比荷为的同种正电粒子,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知磁场的磁感应强度大小为
B,∠AOC=60°,O、S两点间的距离为L,从OC边界射出的粒子在磁场中运动的最短时间t=
,忽略重力的影响和粒子间的相互作用,则粒子的速率为( )
由于P点的位置不定,所以粒子在磁场中的运动圆弧对应的圆心角也不同.能打回x轴的粒子转过最大的圆心角300度,则运动时间为T,而最小的圆心角为P点从坐标原点出发,则圆心角为120°,所以运动时间为
T,而T=
,故A、B均错误.
粒子由P点成30°角入射,则圆心在过P点与速度方向垂直的方向上,如图所示,粒子在磁场中要想到达O点,转过的圆心角肯定大于180°,而因磁场为有界,故粒子不可能通过坐标原点,故C错误,D正确;
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由圆的性质可知粒子能否通过原点;由转过的圆心角可得出运动时间.
带电粒子在有界磁场中的运动要注意边界对粒子的运动有什么影响,在解决此类问题时应做到心中有圆,找出圆心和半径