Question

如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子两次以不同速率垂直磁场边界从a点射入，两次运动轨迹分别为I、Ⅱ，对应入射速率分别为、，在磁场中受到的洛伦兹力大小分别为、，在磁场中运动的时间分别为、，则下列正确的是(    )

A.粒子带正电 B. C. D.

Answer

D

【解析】

A.由左手定则可知粒子带负电，故A错误；

BC. 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，可知

解得

由图可知，轨迹Ⅱ的半径比轨迹I大，则轨迹Ⅱ的速度比轨迹I大；

由洛伦兹力公式

可知粒子速度大时所受到的洛伦兹力大，则轨迹Ⅱ粒子所受的洛伦兹力比轨迹I大，故BC错误；

D. 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，可知

解得

可知粒子在磁场中运动的周期相同，轨迹圆心角越大运动时间越长，由图可知，轨迹I的圆心角比轨迹Ⅱ大，则轨迹I的运动时间长，故D正确。

故选D。