题目
α粒子与质子以同一速率垂直于磁场方向入射到均匀磁场中,它们各自圆周运动的半径比RαRP和周期比TαTP分别为( )A. 1和2B. 1和1C. 2和2D. 2和1
α粒子与质子以同一速率垂直于磁场方向入射到均匀磁场中,它们各自圆周运动的半径比RαRP和周期比TαTP分别为( )
A. 1和2
B. 1和1
C. 2和2
D. 2和1
题目解答
答案
C. 2和2
解析
本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动规律,核心在于掌握半径公式和周期公式。关键点如下:
- 半径公式:$R = \frac{mv}{qB}$,其中$m$为质量,$q$为电荷量,$v$为速率,$B$为磁感应强度。
- 周期公式:$T = \frac{2\pi m}{qB}$,周期与速度无关。
- α粒子与质子的性质:α粒子质量是质子的4倍,电荷量是质子的2倍。
通过比较两者的质量与电荷量比值,即可求出半径比和周期比。
半径比计算
根据公式 $R = \frac{mv}{qB}$,速率$v$和磁场$B$相同,故半径比为:
$\frac{R_\alpha}{R_p} = \frac{m_\alpha / q_\alpha}{m_p / q_p} = \frac{(4m_p) / (2e)}{m_p / e} = \frac{4}{2} = 2$
周期比计算
根据公式 $T = \frac{2\pi m}{qB}$,磁场$B$相同,故周期比为:
$\frac{T_\alpha}{T_p} = \frac{m_\alpha / q_\alpha}{m_p / q_p} = \frac{(4m_p) / (2e)}{m_p / e} = \frac{4}{2} = 2$