1.(多选)如图8所示,在0≤x≤b、0≤y≤a的长方形区域中有一磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场的方向垂直于xOy平面向外。O处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xOy平面内的第一象限内。已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T,最先从磁场上边界飞出的粒子经历的时间为,最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为。不计粒子的重力及粒子间的相互作用,则
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图8
A.粒子射入磁场的速度大小v=
B.粒子圆周运动的半径r=2a
C.长方形区域的边长满足关系=+1
D.长方形区域的边长满足关系=2
解析 速度沿y轴正方向的粒子,最先从上边界离开,由于粒子在磁场中的运动时间为,则磁场中的轨迹圆弧的圆心角为×360°=30°。轨迹圆心在x轴上,作出轨迹图形,由几何关系可知,轨迹半径r==2a;对带电粒子在磁场中的圆周运动有qvB=m,解得v=;最后离开的粒子从右边界射出,其轨迹圆心角为×360°=90°,设粒子速度方向与y轴正方向夹角为θ,作出轨迹图形,由几何关系有rsin θ=r-a,b=rsin θ+rcos θ,解得b=(+1)a,则=+1。选项D错误,A、B、C正确。
答案 ABC