Question

粒子在磁场中运动的时间怎么会不变呢？

这个D选项怎么推理啊

Answer 1

首先我们要分析粒子在磁场中的运动。当一个带电粒子在磁场中运动时，它受到的洛伦兹力 F = q(v × B)，其中 F 是洛伦兹力，q 是粒子的电荷，v 是粒子的速度，B 是磁场的磁感应强度。由于速度方向与磁场方向垂直，洛伦兹力垂直于速度方向，因此粒子在磁场中做圆周运动。
现在我们来看D选项。粒子从AB边的中点O进入磁场，速度方向与AB边的夹角为60°。我们可以发现粒子的初始速度可以分解为两个垂直的分量，一个沿着AB边，一个沿着垂直于AB边的方向。由于磁场对沿AB边的速度分量无作用，这部分速度分量始终保持恒定。对于垂直于AB边的速度分量，它受到的洛伦兹力使粒子做圆周运动。
如果粒子从AB边飞出，那么它的垂直于AB边的速度分量在飞出时刚好变为0，此时它完成了半个圆周。圆周运动的周期 T = (2πm) / |qB|，所以半个圆周的时间是 t = (1/2) T = (πm) / |qB|。可以看出，当粒子从AB边飞出时，无论它是从A点飞出还是从B点飞出，它在磁场中运动的时间都是相同的。
综上，D选项的推理是正确的。粒子在磁场中运动的时间不变，因为无论粒子从哪个点飞出，它在磁场中都只做半个圆周。