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(2014•南昌模拟)如图所示,在半径为R的圆形区域内,有匀强磁场,方向垂直于圆平面(未画出).一群相同的带电粒子以相同速率v0,由P点在纸平面内向不同方向射入磁场.当磁感应强

题目详情
(2014•南昌模拟)如图所示,在半径为R的圆形区域内,有匀强磁场,方向垂直于圆平面(未画出).一群相同的带电粒子以相同速率v0,由P点在纸平面内向不同方向射入磁场.当磁感应强度大小为B1时,所有粒子出磁场的区域占整个圆周长的
1
3
;当磁感应强度大小减小为B2时,这些粒子在磁场中运动时间最长的是
2πR
3v0
.则磁感应强度B1、B2的比值(不计重力)是(  )

A.1:
3

B.2:
3

C.3:
3

D.4:
3
▼优质解答
答案和解析
当磁感应强度大小为B1时,所有粒子出磁场的区域占整个圆周长的
1
3
,其临界为以红线为直径的圆,由几何知识得:
r=
3
2
R
又r=
mv0
qB1

得:B1=
mv0
qr
=
2mv0
3
qR

当磁感应强度大小减小为B2时,粒子半径增大,对应弦长最长时所用时间最长,最长的弦即为磁场区域的直径:
由题意运动时间最长的是
2πR
3v0

则有:
2πR
v0
v0
R
sinθ
θ
v0

解得:θ=
π
6
,所以r=2R,
根据r=
mv0
qB2
=2R,
解得:B2=
mv0
2qR

则有:
B1
B2
4
3
.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
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