(1)设粒子P的质量为m,电荷量为q,速度为v,粒子p在洛伦兹力作用下,在xy平面内做圆周运动,用R表示圆周的半径,T’表示运动周期,则有
①
②
由①②式与已知条件得:
③
粒子P在t=0到
时间内,沿顺时针方向运动半个周期,到达x轴上B点,此时磁场方向反转;继而,在
到t=T时间内,沿逆时针方向运动半个圆周,到达x轴上A点,如图(a)所示
OA与x轴的夹角
④
(2)粒子P在
时刻开始运动,在
到
时间内,沿顺时针方向运动
个圆周,到达C点,此时磁场方向反转;继而,在
到t=T时间内,沿逆时针方向运动半个圆周,到达B点,此时磁场再次反转;在t=T到
时间内,沿顺时针方向运动
个圆周,到达A点,如图(b)所示
由几何关系可知,A点在y轴上,即OA与x轴夹角
⑤
(3)若在任意时刻
粒子P开始运动,在
到
时间内,沿顺时针方向运动到达C点,圆心O’位于x轴上,圆弧OC对应的圆心角为
⑥
此时磁场方向反转;继而,在
到t=T时间内,沿逆时针方向运动半个圆周,到达B点,此时磁场再次反转;在t=T到
时间内,沿顺时针方向作圆周运动到达A点,
设圆心为O’’,圆弧BA对应圆心角为
,如图(c)所示。
由几何关系可知,C、B均在
连线上,且
若要OA与x成
角,则有
联立解得