如图所示,x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同,电荷量也相同的带正、负电的离子(不计重力),以相同速度从O点射入磁场中,射入方向与x轴均夹30°角.求正、负离子

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同,电荷量也相同的带正、负电的离子(不计重力),以相同速度从O点射入磁场中,射入方向与x轴均夹30°角.求正、负离子在磁场中运动半径比
r
r
和时间比
t
t
分别是多少?
魔方格

◎ 答案

(1)由于离子所需向心力由洛伦兹力提供,则:
魔方格

   qvB=
mv2
r
  ①
故:r=
mv
qB
  ②
由于正负离子的速度、带电量是相同的,因此:
r
r
=
1
1

(2)如图所示,由洛伦兹力提供向心力得:qvB=m(
T
)2r
 ③
由②③式得:T=
2πm
qB

由于正负离子的质量和带电量都相同,因此周期也相同.
而由图可知:轨迹圆心角分别为Φ=2π-2θ=
3
,Φ=2θ=
π
3

故:t=
Φ 
T
,t=
Φ 
T

因此:
t
t
=
Φ
Φ
=
5
1

答:正、负离子在磁场中运动半径比
r
r
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