Question

如图所示，在正方形虚线框abcd内有垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子以相同速度先后从ab边的中点O垂直ab边射入磁场，已知甲粒子刚好从b点离开磁场，乙粒子垂直于ad边从其中点O'离开磁场，不计两粒子的重力，则下列说法中正确的是（　　）

A.甲粒子带正电，乙粒子带负电

B.甲、乙两粒子比荷之比为2：1

C.甲、乙两粒子转动周期之比为2：1

D.甲、乙两粒子在磁场中运动时间之比为1：2

Answer

B

【解析】

A．粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做匀速圆周运动；根据粒子从O点垂直ab边射入磁场，甲粒子从b点离开磁场，乙粒子从O'点离开磁场可得：甲粒子做顺时针圆周运动，乙粒子做逆时针圆周运动；那么由左手定则可得：甲粒子带负电，乙粒子带正电，故A错误；

B．粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力做向心力，故有：

所以粒子比荷

设正方形虚线框的边长为L；根据粒子做匀速圆周运动，由甲粒子从O点垂直ab边射入磁场，从b点离开磁场可得：轨道半径

根据乙粒子从O点垂直ab边射入磁场，从O'点垂直于ad边离开磁场可得轨道半径

所以，甲、乙两粒子比荷之比

故B正确；

C．粒子转动周期

所以甲、乙两粒子转动周期之比

T甲：T乙=R甲：R乙=1：2

故C错误；

D．根据粒子速度方向变化可得：甲粒子转过的圆心角为180°，乙粒子转过的圆心角为90°，所以，甲、乙两粒子在磁场中运动时间之比

故D错误；

故选B。