垂直纸面向里的匀强磁场,两粒子的运动轨迹分别为a和b,则两粒子的速率和在空腔中运动的时间的关系是( )
图5
A.va=vb,ta<tb B.va>vb,ta>tb
C.va>vb,ta<tb D.va<vb,ta=tb
答案 C
解析 由题图可知,半径Ra=2Rb,由于带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R=,又两个带电粒子相同,所以va=2vb.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T=,则两带电粒子运动的周期相同,设周期为T,从C孔射出的粒子运动的时间ta=,从B孔射出的粒子运动的时间tb=,所以tb=2ta.故选项C正确.
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分)
7.如图6所示,真空中固定两个等量异号点电荷+Q、-Q,图中O是两电荷连线的中点,a、b两点与+Q的距离相等,c、d是两电荷连线垂直平分线上的两点,bcd构成一个等腰三角形.则下列说法正确的是( )
图6
A.a、b两点的电场强度相同
B.c、d两点的电势相同
C.将电子由b移到c的过程中电场力做正功
D.质子在b点的电势能比在O点的电势能大
答案 BD
解析 根据等量异种点电荷的电场分布可知:c、O、d三点等势,a、b两点场强大小、方向均不同.由于φb>φc,电子从b到c电场力做负功.φb>φO,质子从b到O电场力做正功,电势能减小,故质子在b点的电势能较大.
8.如图7所示,连接两平行金属板的导线的一部分CD与一有电源回路的一部分GH平行且均在纸面内,金属板置于磁场中,磁场方向垂直于纸面向里,当一束等离子体射入两金属板之间时,CD段导线受到力F的作用.则( )