问题 选择题

如图所示,在一匀强磁场中有三个带电粒子的径迹,其中1和2为质子、3为α粒子的径迹.它们在同一平面内沿逆时针方向作匀速圆周运动,三者轨道半径r1>r2>r3,并相切于P点.设T、v、a、t分别表示它们作圆周运动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间,则(  )

A.T1=T2<T3

B.v1=v2>v3

C.t1=t2<t3

D.a1=a2>a3

答案

A、设带电粒子的质量和电量分别为m、q,则带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时周期为 T=

2πm
qB
,T与比荷成反比,质子与α粒子的比荷之比为2:1,则有T1=T2<T3.故A正确.

B、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时半径为  r=

mv
qB
,比荷相等时,r与v成正比,则有v1>v2.故B错误.

C、由图看出,质子1的速度偏向角大于质子2的偏向角,根据轨迹所对的圆心角等于速度偏向角,则知,质子1轨迹的圆心角大于质子2轨迹的圆心角,所以质子1的运动时间大于质子2的运动时间,即有t1>t2.故C错误.

D、粒子的加速度为 a=

qvB
m
,因为v1>v2,故有a1>a2.故D错误.

故选A

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