粒子在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力:qvB=m,解得; 正离子做圆周运动的周期为;粒子在磁场中运动的时间为,选项C正确,D错误;故选ABC.
【点睛】带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题,关键是画出粒子圆周的轨迹,往往用数学知识求半径.
2.(2017·新课标全国Ⅱ卷)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点。大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同的方向射入磁场。若粒子射入速率为,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为,相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
当粒子在磁场中运动半个圆周时,打到圆形磁场的位置最远。则当粒子射入的速度为,
如图,由几何知识可知,粒子运动的轨道半径为;同理,若粒子射入的速度为,由几何知识可知,粒子运动的轨道半径为;根据,则,故选C。
【名师点睛】此题是带电粒子在有界磁场中的运动问题;解题时关键是要画出粒子运动的轨迹草图,知道能打到最远处的粒子运动的弧长是半圆周,结合几何关系即可求解。