问题 问答题

如图所示,x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同,电荷量也相同的带正、负电的离子(不计重力),以相同速度从O点射入磁场中,射入方向与x轴均夹30°角.求正、负离子在磁场中运动半径比

r
r
和时间比
t
t
分别是多少?

答案

(1)由于离子所需向心力由洛伦兹力提供,则:

   qvB=

mv2
r
  ①

故:r=

mv
qB
  ②

由于正负离子的速度、带电量是相同的,因此:

r
r
=
1
1

(2)如图所示,由洛伦兹力提供向心力得:qvB=m(

T
)2r ③

由②③式得:T=

2πm
qB

由于正负离子的质量和带电量都相同,因此周期也相同.

而由图可知:轨迹圆心角分别为Φ=2π-2θ=

3
,Φ=2θ=
π
3

故:t=

Φ 
T,t=
Φ 
T

因此:

t
t
=
Φ
Φ
=
5
1

答:正、负离子在磁场中运动半径比

r
r
1
1
,时间比
t
t
5
1

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