题目
一匀强磁场,其磁感应强度方向垂直于纸面,而带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图所示,则( )A.两粒子的电荷必然同号B.粒子的电荷可以同号也可以异号C.两粒子的动量大小必然不同D.两粒子的运动周期必然不同
一匀强磁场,其磁感应强度方向垂直于纸面,而带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图所示,则( )

A.两粒子的电荷必然同号
B.粒子的电荷可以同号也可以异号
C.两粒子的动量大小必然不同
D.两粒子的运动周期必然不同
题目解答
答案
【解析】:
AB.依题意无法判断粒子圆周运动的方向,所以无法判断电性,故A错误,B正确;
C.由于粒子质量和速度关系未知,无法判断动量大小,故C错误;
D.根据
,由于粒子比荷关系未知,无法判断周期关系,故D错误。
,由于粒子比荷关系未知,无法判断周期关系,故D错误。故本题选:B。
解析
本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动规律,核心在于理解洛伦兹力的方向判断、半径公式和周期公式的应用条件。关键点在于:
- 无法确定磁场方向:题目未说明磁场方向(垂直纸面向里或向外),导致无法直接判断粒子电荷的正负。
- 轨迹弯曲方向与电荷的关系:若轨迹弯曲方向相同,可能是电荷同号且运动方向相同,或电荷异号且运动方向相反,因此无法确定电荷是否同号。
- 动量与半径关系:半径公式 $r = \frac{mv}{qB}$ 中,若未明确 $q$ 和 $r$ 的关系,无法直接比较动量大小。
- 周期与比荷关系:周期公式 $T = \frac{2\pi m}{qB}$ 中,若未明确 $m/q$ 的关系,无法判断周期是否相同。
选项分析
A. 两粒子的电荷必然同号
错误。轨迹弯曲方向相同可能由以下两种情况导致:
- 电荷同号且运动方向相同;
- 电荷异号但运动方向相反。
由于磁场方向未知,无法确定电荷是否同号。
B. 粒子的电荷可以同号也可以异号
正确。根据上述分析,电荷符号存在两种可能性,因此无法排除异号情况。
C. 两粒子的动量大小必然不同
错误。动量 $mv = qBr$,若两粒子的 $q$ 和 $r$ 未知,无法比较动量大小。
D. 两粒子的运动周期必然不同
错误。周期 $T = \frac{2\pi m}{qB}$,若两粒子的比荷 $\frac{m}{q}$ 未知,无法判断周期是否相同。