问题
选择题
如图所示,两电子沿MN方向从M点射入两平行平面间的匀强磁场中,它们分别以v1、v2的速率射出磁场,则v1:v2和通过匀强磁场所用时间之比t1:t2分别为( )
A.1:2;2:3
B.2:1;2:3
C.1:2;3:2
D.2:3;3:5
答案
粒子运动轨迹如下图所示,
电子垂直磁场射入,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力有:
qvB=mv2 R
电子做圆周运动的半径R=
,所以由题意知,电子在电场中的运动速度比等于电子做圆周运动的半径比,由题意根据几何关系有:mv qB
=R1 R2
,所以电子在电场中的速度比为1 2
=v1 v2
=R1 R2
;1 2
电子在磁场中做圆周运动的同期T=
=2πR v
,由此知电子在磁场中做圆周运动的同期T是相同的,由运动轨迹知:2πm qB
以v1运动的电子在磁场中运动的时间t1=T 4
以v2运动的电子在磁场中运动的时间t2=T 6
所以电子在磁场中运动的时间之比为
=t1 t2 3 2
故选C.