问题
计算题
如图，一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率V垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直纸面向里。
（1）求离子进入磁场后到达屏S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，试求直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系式。
答案
解：（1）离子的初速度与匀强磁场的方向垂直，在洛仑兹力作用下，做匀速圆周运动。设圆半径为r，则据牛顿第二定律可得：
解得：
如图所示，离了回到屏S上的位置A与O点的距离为：AO=2r
所以
（2）当离子到位置P时，圆心角（见图）：
因为
所以