Question

9、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(chǎn)、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)域后能達(dá)到同一點(diǎn)S′，則下列說(shuō)法中正確的有（　�。�

A．附加磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同

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

D．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

Answer 1

分析：帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則由洛侖茲力充當(dāng)向心力及圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知各粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、圓心及附加磁場(chǎng)的性質(zhì)．

解答：解：A、因b粒子的圓心在SS'上，同時(shí)附加磁場(chǎng)呈兩頭窄，中間寬的形狀，故如果沒有附加磁場(chǎng)，由題意可知b在SS'上的距離最遠(yuǎn)，而現(xiàn)在b與ac重合，說(shuō)明b向S靠近，故受力應(yīng)與不加磁場(chǎng)一致，故原磁場(chǎng)與附加磁場(chǎng)方向相同，故A正確；
B、在沒有附加磁場(chǎng)的情況下，粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡可以用右圖來(lái)描繪，其中α＞β，很明顯的看出它們的圓心不同時(shí)在OO′上，B項(xiàng)錯(cuò)誤；
C、由圖可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡不同，而粒子速度保持不變，故粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同，故C錯(cuò)誤；
D、若撤去附加磁場(chǎng)，則三個(gè)粒子在磁場(chǎng)中的圓的半徑均相同，b粒子的圓心在SS'軸上，而a粒子與b粒子的夾角大，故a粒子在離開磁場(chǎng)時(shí)a到達(dá)SS′連線上的位置距S點(diǎn)最近，故D正確．
故選AD．

點(diǎn)評(píng)：本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，難度較大，要求學(xué)生能正確利用所學(xué)過(guò)的物理規(guī)律以及幾何知識(shí)進(jìn)行求解，并且要通過(guò)畫圖去找出正確的關(guān)系．