1.如图1所示,有一圆形匀强磁场区域,O为该圆的圆心,磁场方向垂直纸面向里,两个正、负电子a、b以不同的速率沿着PO方向进入磁场,运动轨迹如图所示.不计电子之间的相互作用及重力,a与b比较,下列判断正确的是( )
图1
A.a为正电子,b为负电子
B.b的速率较大
C.b在磁场中运动的时间较长
D.a在磁场中所受洛伦兹力较大
答案 B
解析 由题图可得a电子所受的洛伦兹力向下,故由左手定则可知a带负电,b电子所受的洛伦兹力向上,则其带正电,选项A错误;由题图可知a电子的半径小于b电子的半径,由半径公式r=可得vb>va,选项B正确;洛伦兹力F洛=qvB,故b在磁场中所受洛伦兹力较大,选项D错误;由题图可得a电子转过的圆心角较大,由t=T=·=可知,a在磁场中运动时间较长,选项C错误.
2.如图2所示,在半径为R的圆形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,虚线是该匀强磁场区域在纸面内的边界.一带正电的粒子从边界上的A点以速度v垂直磁场方向射入磁场区域,v与半径OA的夹角为30°,射出磁场时,粒子速度方向改变了120°,不计粒子重力,粒子在磁场中运动的时间为( )
图2
A. B. C. D.
答案 C
解析 设粒子所带电荷量为q,质量为m,运动的轨迹半径为r,磁感应强度为B,由于粒子速度方向偏向角为120°,则粒子轨迹对应的圆心角为120°;作出速度方向的垂线交于O1点,由几何知识可证明AO1CO为菱形,则轨迹半径r=R,则粒子在磁场中运动的周期T=,故粒子在磁场中运动的时间为t=T=,选项C正确.