Question

三个质子1、2和3分别以大小相等、方向如图所示的初速度v₁、v₂和v₃经过平板MN上的小孔O射入匀强磁场B，磁场方向垂直纸面向里，整个装置处在真空中，且不计重力．最终这三个质子打到平板MN上的位置到小孔的距离分别为s₁、s₂和s₃，则（ ）

A．s₁＜s₂＜s₃
B．s₂＞s₃＞s₁
C．s₁=s₃＞s₂
D．s₁=s₃＜s₂

Answer

带电粒子以一定的速度垂直进入匀强磁场，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动．粒子在磁场中运动的周期仅与粒子的比荷有关，而运动的时间与偏转角有关．当入射速度越大时，运动轨道的半径越大．
【解析】
三个质子的速度大小相等，方向如图所示，垂直进入同一匀强磁场中．由于初速度v1和v3的方向与MN的夹角相等，所以这两个质子的运动轨迹正好组合成一个完整的圆，则这两个质子打到平板MN上的位置到小孔的距离是相等的．而初速度v2的质子方向与MN垂直，则它的运动轨迹正好是半圆，所以质子打到平板MN上的位置到小孔的距离恰好是圆的直径．由于它们的速度大小相等，因此它们的运动轨迹的半径均相同．所以速度为v3的距离最大．
故选：D