问题 多选题

如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场边界上,有两个质量、电荷量均相等的正、负离子(不计重力),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,则正、负离子在磁场中运动的过程,下列判断正确的是(  )

A.运动的轨道半径相同

B.重新回到磁场边界时速度大小和方向都相同

C.运动的时间相同

D.重新回到磁场边界的位置与O点距离相等

答案

A、正负离子垂直射入磁场后都做匀速圆周运动的半径为r=

mv
qB
,由题意可知,正负离子质量、电荷量均相等,速度相同,B相同,则它们运动的轨道半径相同.故A正确.

B、两个离子轨迹都是圆,速度是轨迹的切线方向,如图,根据圆的对称性可知,重新回到磁场边界时速度大小和方向都相同.故B正确.

C、设正离子轨迹的圆心角为α,负离子轨迹的圆心角为β.由几何知识得到,

α=2π-2θ,β=2θ

正离子运动的时间为t1=

2π-2θ
T,正离子运动的时间为t2=
T
,而周期T=
2πm
qB
相同,则t1>t2.故C错误.

D、根据几何知识得到,重新回到磁场边界的位置与O点距离相等.故D正确.

故选ABD

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