问题 计算题

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.

小题1:求离子进入磁场后到达屏MN上时的位置与O点的距离.

小题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

答案

小题1:

小题2:-

分析:由左手定则判出负离子向下做圆周运动,由几何关系画出圆心找到半径,洛伦兹力提供向心力,求出半径,再由几何关系求入射点出射点间的距离;由几何关系可得,弦切角为圆心角的一半,粒子运动时间t=T,即可证明.

解答:(1)由洛伦兹力提供向心力得:qvB=m,得:r=

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=

(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==

在磁场中运动的时间为:t=?

整理得:θ=

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

(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=

点评:考查了带电粒子在匀强磁场中的运动,会作图确定圆心、半径等几何关系.

写作题
单项选择题