解题思路:带电粒子射入磁场后做匀速圆周运动,对着圆心入射,必将沿半径离开圆心,根据洛伦兹力充当向心力,求出v=[qBR/m]时轨迹半径,确定出速度的偏向角.对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中通过的弧长越长,轨迹对应的圆心角越小,即可分析时间关系.
A、对着圆心入射的粒子,出射后不一定垂直打在MN上,与粒子的速度有关,故A错误.
B、带电粒子的运动轨迹是圆弧,根据几何知识可知,对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线也一定过圆心,故B错误.
C、对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中轨迹半径越大,弧长越长,轨迹对应的圆心角越小,由t=[θ/2π]知,运动时间t越小,故C错误.
D、速度满足v=[qBR/m]时,粒子的轨迹半径为r=[mv/qB]=R,入射点、出射点、O点与轨迹的圆心构成菱形,射出磁场时的轨迹半径与最高点的磁场半径平行,粒子的速度一定垂直打在MN板上,故D正确.
故选:D.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.
考点点评: 本题要抓住粒子是圆弧,磁场的边界也是圆弧,利用几何知识分析出射速度与入射速度方向的关系,确定出轨迹的圆心角,分析运动时间的关系.