Question

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(如图11)。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图1中纸面向里。

(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，证明:直线O与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是。

Answer 1

(1)

(2)当离子到位置P时，圆心角(见图12)：因为，所以。

解析:

(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12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12)：

因为，所以。