Question

如右圖所示，垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在正方形abcd區(qū)域內(nèi)，O點(diǎn)是cd邊的中點(diǎn)，一個(gè)帶正電的粒子僅在磁場(chǎng)力的作用下，從O點(diǎn)沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng)．現(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點(diǎn)沿紙面以與Od成30°角的方向，以大小不同的速率射入正方形內(nèi)，那么下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是，則它一定從ab邊射出磁場(chǎng)

B．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是，則它一定從ad邊射出磁場(chǎng)

C．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是，則它一定從bc邊射出磁場(chǎng)

D．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是，則它一定從ab邊射出磁場(chǎng)

Answer 1

C

試題分析：由題，帶電粒子以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t₀剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng)，則知帶電粒子的運(yùn)動(dòng)周期為．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是，粒子軌跡的圓心角為，速度的偏向角也為，根據(jù)幾何知識(shí)得知，粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與磁場(chǎng)邊界的夾角為30°，必定從cd射出磁場(chǎng)．故A錯(cuò)誤．當(dāng)帶電粒子的軌跡與ad邊相切時(shí)，軌跡的圓心角為60°，粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，在所有從ad邊射出的粒子中最長(zhǎng)時(shí)間為，故若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是，一定不是從ad邊射出磁場(chǎng)．故B錯(cuò)誤．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是，則得到軌跡的圓心角為，由于，則一定從bc邊射出磁場(chǎng)．故C正確．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是，則得到軌跡的圓心角為π，而粒子從ab邊射出磁場(chǎng)時(shí)最大的偏向角等于，故不一定從ab邊射出磁場(chǎng)．故D錯(cuò)誤．
故選C
點(diǎn)評(píng)：本題是帶電粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)類(lèi)型，抓住粒子的周期一定，根據(jù)速度的偏向角等于軌跡的圓心角，由圓心角確定粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．