Question

【题目】重力不计的带正电的粒子，质量为m，电荷量为q，由静止开始，经加速电场加速后，垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动，圆心为O，半径为r．可将带电粒子的运动等效为一环形电流.
（1）求粒子在磁场中做圆周运动的线速度和等效环形电流的电流大小；
（2）在O点置一固定点电荷A，取适当的加速电压，使粒子仍可绕O做半径为r的圆周运动．现使磁场反向，但保持磁感应强度B的大小不变，改变加速电压，使粒子仍能绕O做半径为r的圆周运动，两次所形成的等效电流之差的绝对值为△I．假设两次做圆周运动的线速度分别为V1、V2，试用m、q、r、B、V1（或V2）写出两次粒子所受库仑力的表达式，确定A所带电荷的电性，并用m、q、B写出△I的表达式．

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】（1）粒子在磁场中匀速圆周运动，有 得：
又

可得

所以
（2）电荷A应为负电荷．否则不可能两次均绕A做圆周运动．
若库仑力F和磁场力同向，

则得
若库仑力F和磁场力反向，
则得

又

则得△I=I1-I2
由以上可解得：