Question

如图所示，直线MN上方有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，从S点向磁场内先后射入比荷与速度均相同的正、负带电粒子，入射角θ< 90°，两粒子最后均离开磁场。则

A．两粒子离开磁场时的速度方向不同

B．两粒子离开磁场时的位置离S点的距离不同

C．两粒子在磁场中的运动时间之和刚好为粒子运动一个完整圆周的时间

D．从S点右侧射出的粒子带正电

Answer

C

【解析】

试题分析：正负离子在磁场中均做匀速圆周运动，因速度和比荷都相同，故运动半径和周期都相同；因速度沿轨迹的切线方向，根据圆的对称性可知，重新回到边界时速度大小与方向相同．故A错误；

根据几何知识得知重新回到边界的位置与O点距离S=2rsinθ，r、θ相同，则S相同．故B错误；根据左手定则分析可知，正离子逆时针偏转，负离子顺时针偏转，重新回到边界时正离子的速度偏向角为2π-2θ，轨迹的圆心角也为2π-2θ，运动时间．同理，负离子运动时间，则t1+t2=T，即两粒子在磁场中的运动时间之和刚好为粒子运动一个完整圆周的时间，选项C正确，D错误；故选C．

考点：带电粒子在匀强磁场中的运动

【名师点睛】根据题意画出草图，可根据几何关系求出回到边界时离O点的距离；利用对称关系判断回到边界时速度的方向；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动问题求运动时间，可用关系式有，θ是轨迹的圆心角，S弧长，ω是角速度，v是线速度．而且轨迹的圆心角等于速度的偏转角。