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如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场中有三个带电粒子,它们在纸面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,其中1和2为质子的轨迹,3为α粒子(氦核)的轨迹.三者的轨道半径关系为R1>R2>R3,并相切于P点.设v、a、T、F分别表示它们做圆周运动的线速度、加速度、周期和所受的洛伦兹力的大小,则下列判断正确的是( )
A.v1>v2>v3 B.a1>a2>a3 C.T1<T2<T3 D.F1=F2=F3
【回答】
解:A、C、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时半径为,比荷相等时,r与v成正比,则有v1>v2.
设带电粒子的质量和电量分别为m、q,则带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时周期为,T与比荷成反比,质子与α粒子的比荷之比为2:1,则有T1=T2<T3.
由公式:v=,由于R2>R3,T2<T3,所以v2>v3.故A正确,C错误.
B、粒子的加速度为,因为v1>v2,故有a1>a2.
又:,T2<T3,所以ω2>ω3,根据a=v•ω,所以a2>a3.故B正确;
D、根据公式:f洛=qvB,v1>v2 所以F1>F2.故D错误.
故选:AB
知识点:磁场对运动电荷的作用力
题型:多项选择
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