题目内容
如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电量相同的正、负离子,从O点以相同的速度射入磁场中,射入方向均与边界成θ角,若不计重力,则正、负离子在磁场中( )
分析:由题正负离子的质量与电量相同,进入同一磁场做匀速圆周运动的周期相同,根据偏向角的大小分析运动时间的长短.由牛顿第二定律研究轨道半径.根据圆的对称性,分析离子重新回到边界时速度方向关系和与O点距离.
解答:解:A、根据左手定则分析可知,正离子逆时针偏转,负离子顺时针偏转,重新回到边界时正离子的速度偏向角为2π-2θ,轨迹的圆心角也为2π-2θ,运动时间t=
T.同理,运动时间t=
T,显然,时间不等.故A错误.
B、根据牛顿第二定律得
qvB=m
r=
,由题q、v、B大小均相同,则r相同.故B正确.
C、正负离子在磁场中均做匀速圆周运动,速度沿轨迹的切线方向,根据圆的对称性可知,重新回到边界时速度大小与方向相同.故C正确.
D、根据几何知识得知重新回到边界的位置与O点距离S=2rsinθ,r、θ相同,则S相同.故D正确.
故选BCD
2π-2θ |
2π |
2θ |
2π |
B、根据牛顿第二定律得
qvB=m
v2 |
r |
mv |
qB |
C、正负离子在磁场中均做匀速圆周运动,速度沿轨迹的切线方向,根据圆的对称性可知,重新回到边界时速度大小与方向相同.故C正确.
D、根据几何知识得知重新回到边界的位置与O点距离S=2rsinθ,r、θ相同,则S相同.故D正确.
故选BCD
点评:带电粒子在磁场中做匀速圆周运动问题求运动时间可用关系式有t=
T=
=
,θ是轨迹的圆心角,S弧长,ω是角速度,v是线速度.而且轨迹的圆心角等于速度的偏向角.
θ |
2π |
S |
v |
θ |
ω |
练习册系列答案
相关题目
如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电量均相同的正、负离子(不计重力),从点O以相同的速度先后射入磁场中,入射方向与边界成θ角,则正、负离子在磁场中( )
A、重新回到边界时速度的大小相同和方向不同 | B、运动时间相同 | C、重新回到边界的位置与O点距离相等 | D、运动轨迹的半径不相同 |
如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电荷量均相同的正、负离子,从O点以相同的速度射入磁场中,射入方向均与边界成θ角.若不计重力,关于正、负离子在磁场中的运动,下列说法不正确的是( )
A、运动的时间相同 | B、运动的轨道半径相同 | C、重新回到边界的速度大小和方向都相同 | D、重新回到边界的位置与O点距离相同 |