Question

如图所示，含有、、的带电粒子束从小孔O₁处射入速度选择器，沿直线O₁O₂运动的粒子在小孔O₂处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在P₁、P两点．则（   ）

A. 沿直线O₁O₂运动的粒子速度相等

B. 打在P点的粒子是和

C. O₂P的长度是O₂P₁长度的2倍

D. 粒子在偏转磁场中运动的时间最长

Answer

ABC

【解析】A、带电粒子在沿直线通过速度选择器时，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反，受力平衡有： 所以： ，可知从粒子速度选择器中射出的粒子具有相等的速度，即选项A正确；

B、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，所以： ，所以： ，可知粒子的比荷越大，则运动的半径越小，所以打在点的粒子是，打在P点的粒子是和，选项B正确；

C、由题中的数据可得， 的比荷是和的比荷的2倍，所以的轨道的半径是和的半径的倍，即的长度是长度的2倍，选项C正确；

D、粒子运动的周期： ，三种粒子中， 的比荷最大，所以粒子在偏转磁场中运动的周期最小，而运动时间为半个周期，所以粒子在偏转磁场中运动的时间最短，选项D错误。

点睛：该题考查带电粒子在磁场中的运动与粒子的速度选择器的原理，解答的关键是明确粒子经过速度选择器后的速度是相等的。