问题
问答题
一个负离子，质量为m，电荷量大小为q，以速率v垂直于屏MN经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示，磁感强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于纸面向里．
（1）求离子进入磁场后到达屏MN上时的位置与O点的距离．
（2）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，试证明：直线OP与离子入射方向之间的夹角θ（弧度）跟t的关系是θ=
t．qB 2m
答案
（1）由洛伦兹力提供向心力得：
qvB=mv2 r
得：r=mv qB
入射速度垂直于屏MN射入，由作图几何关系可得出射速度也垂直于屏MN射出，故到达屏MN上时的位置与O点的距离为：
2r=2mv qB
（2）由几何关系可得，弦切角为圆心角的一半，轨迹所对圆心角为2θ，做圆周运动的周期为：
T=
=2πr v 2πm qB
在磁场中运动的时间为：
t=
?2θ 2π 2πm qB
整理得：θ=qBt 2m
答：（1）离子进入磁场后到达屏MN上时的位置与O点的距离为
．2mv qB
（2）离子进入磁场后经过时间t到达位置P，证得：直线OP与离子入射方向之间的夹角θ（弧度）跟t的关系为θ=
t．qB 2m