Question

(2010年高考江蘇卷)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中附加另一勻強(qiáng)磁場，附加磁場位于圖中陰影區(qū)域，附加磁場區(qū)域的對稱軸OO′與SS′垂直．a、b、c三個質(zhì)子先后從S點(diǎn)沿垂直于磁場的方向射入磁場，它們的速度大小相等，b的速度方向與SS′垂直，a、c的速度方向與b的速度方向間的夾角分別為α、β，且α＞β.三個質(zhì)子經(jīng)過附加磁場區(qū)域后能到達(dá)同一點(diǎn)S′，則下列說法中正確的有(　　)

A三個質(zhì)子從S運(yùn)動到S′的時(shí)間相等
B．三個質(zhì)子在附加磁場以外區(qū)域運(yùn)動時(shí)，運(yùn)動軌跡的圓心均在OO′軸上
C．若撤去附加磁場，a到達(dá)SS′連線上的位置距S點(diǎn)最近
D．附加磁場方向與原磁場方向相同

Answer 1

CD

洛倫茲力對粒子始終不做功，由于a、b、c三個質(zhì)子射入磁場時(shí)的速度大小相等，所以它們進(jìn)入磁場后速度大小始終不變，顯然弧長最長的c運(yùn)動時(shí)間最長，a運(yùn)動時(shí)間最短，選項(xiàng)A錯；撤去附加磁場后三個質(zhì)子均做勻速圓周運(yùn)動，其中質(zhì)子b軌跡為半圓，由于α＞β，通過畫圖可看出a到達(dá)SS′連線上位置距S點(diǎn)最近，b到達(dá)SS′連線上的位置離S點(diǎn)最遠(yuǎn)，選項(xiàng)C正確；比較a、b兩質(zhì)點(diǎn)，b在附加磁場中運(yùn)動的弧長比a在附加磁場中運(yùn)動的弧長長，但它們均從同一位置S′離開磁場，故附加區(qū)域合磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度比原磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大，因此附加磁場方向與原磁場方向相同，選項(xiàng)D正確．由于附加磁場區(qū)域的合磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度比原磁場的強(qiáng)，附加區(qū)域質(zhì)子運(yùn)動半徑小，故未進(jìn)入附加磁場之前的圓心位置在OO′軸右方，從附加磁場出來后的圓心在OO′左側(cè)(如圖)選項(xiàng)B錯誤．