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如右图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点,一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场.现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°角的方向,以大小不同的速率射入正方形内,那么下列说法中正确的是(  )

A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,则它一定从ab边射出磁场

B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,则它一定从ad边射出磁场

C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,则它一定从bc边射出磁场

D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,则它一定从ab边射出磁场

 

【答案】

C

【解析】

试题分析:由题,带电粒子以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场,则知带电粒子的运动周期为.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,粒子轨迹的圆心角为,速度的偏向角也为,根据几何知识得知,粒子射出磁场时与磁场边界的夹角为30°,必定从cd射出磁场.故A错误.当带电粒子的轨迹与ad边相切时,轨迹的圆心角为60°,粒子运动的时间为,在所有从ad边射出的粒子中最长时间为,故若该带电粒子在磁场中经历的时间是,一定不是从ad边射出磁场.故B错误.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,则得到轨迹的圆心角为,由于,则一定从bc边射出磁场.故C正确.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,则得到轨迹的圆心角为π,而粒子从ab边射出磁场时最大的偏向角等于,故不一定从ab边射出磁场.故D错误.

故选C

考点:带电粒子在匀强磁场中的运动;

点评:本题是带电粒子在磁场中圆周运动类型,抓住粒子的周期一定,根据速度的偏向角等于轨迹的圆心角,由圆心角确定粒子在磁场中的运动时间.

 

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(  )

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