A.带电粒子飞入匀强磁场后,一定做匀速圆周运动
B.静止的带电粒子在匀强磁场中将会做匀加速直线运动
C.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时洛伦兹力的方向总是和运动方向垂直
D.当洛伦兹力方向和运动方向垂直时,带电粒子在匀强磁场中的运动一定是匀速圆周运动
提示:选C.若带电粒子的速度方向与磁场方向平行(同向或反向),此时洛伦兹力为零,带电粒子做匀速直线运动,A错;静止的带电粒子不受洛伦兹力,仍将静止,B错;带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力总跟速度方向垂直,C对;如果带电粒子以某一角度进入匀强磁场,洛伦兹力虽然与运动方向垂直,但是带电粒子不一定做匀速圆周运动,D错.
带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
研究带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的问题,应按照"一找圆心,二求半径r=,三求周期T=或时间"的基本思路分析.
(1)圆心的确定
带电粒子进入一个有界磁场后的轨道是一段圆弧,其圆心一定在与速度方向垂直的直线上.通常有两种确定方法.
①已知入射方向和出射方向时,可以通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲所示,图中P为入射点,M为出射点,O为轨道圆心).
②已知入射方向和出射点的位置时,可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图乙所示,P为入射点,M为出射点,O为轨道圆心).
(2)运动半径的确定
作入射点、出射点对应的半径,并作出相应的辅助三角形,利用三角函数和勾股定理