选择题6.0分
物理

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()

A

粒子在磁场中运动所经历的时间可能为

B

粒子在磁场中运动所经历的时间可能为

C

只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点

D

无论粒子速率多大,粒子都不可能通过坐标原点

正确答案及相关解析

正确答案

D

解析

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;

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动

解题思路

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.

易错点

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

知识点

带电粒子在匀强磁场中的运动