Question

如图所示，在竖直线EOF右侧足够大的区域内存在着磁感应强度大小为B方向垂直纸面向里的匀强磁场。质量相同、电荷量分别为+q和-q带电粒子，从O点以相同的速度，先后射入磁场，已知v的方向与OF成θ=30°，两带电粒子在磁场中仅受洛伦兹力作用，则不正确的是（　　）

A.两带电粒子回到EOF竖直线时与O点的距离相等

B.两带电粒子在磁场中的运动时间相等

C.两带电粒子回到EOF竖直线时的速度相同

D.从射入到射出磁场的过程中，两粒子所受洛仑兹力的冲量相同

Answer

B

【解析】

A．这两个正负粒子以与OF成射入有界匀强磁场后，由左手定则可判断，正离子沿逆时针方向旋转，负粒子沿顺时针方向旋转，如下图所示

因正、负粒子所带电荷量的绝对值和质量都相同，由

可知，磁场中做匀速圆周运动的轨道半径相同，由几何关系知，负粒子在磁场中转过的角度为2θ，正离子在磁场中转过的角度，则两段圆弧所对应的弦长度相等，即带电粒子回到EOF竖直线时与O点的距离相等，A选项不合题意，故A错误；

B．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期

则+q和-q粒子的周期相同，但是轨迹圆弧所对的圆心角不同，因此两带电粒子在磁场中的运动时间不相等，B选项符合题意，故B正确；

C．因洛伦兹力不改变速度的大小，结合几何关系分析知，速度方向与EOF的夹角都是，因此两带电粒子回到EOF竖直线时的速度相同，C选项不合题意，故C错误；

D．两带电粒子在磁场中仅受洛伦兹力作用，由动量定理

由于以相同的初速度射入磁场，两带电粒子的初动量相等，离开磁场时速度大小相等、方向相同，两带电粒子的末速度相等，因此两带电粒子所受洛伦兹力的冲量相同，D选项不合题意，故D错误。

故选B。