Question

如圖所示，在垂直紙面向里的勻強磁場的邊界上，有一個電子和一個正電子從O點以相同的速度先后射入磁場中，入射方向與邊界的夾角θ均不變，則電子和正電子在磁場中（　　）

A、動時間相同

B、運動軌跡的半徑相同

C、重新回到邊界時的速度的大小和方向相同

D、重新回到邊界的位置與O點的距離相等

Answer 1

分析：由題正負離子的質量與電量相同，進入同一磁場做勻速圓周運動的周期相同，根據偏向角的大小分析運動時間的長短．由牛頓第二定律研究軌道半徑．根據圓的對稱性，分析離子重新回到邊界時速度方向關系和與O點距離．

解答：解：A、根據牛頓第二定律得，qvB=m

v2

r

，解得r=

mv

qB

，粒子的電量和質量相同，初速度相同，則軌道半徑相同．根據左手定則分析可知，正離子逆時針偏轉，負離子順時針偏轉，重新回到邊界時正離子的速度偏向角為2π-2θ，軌跡的圓心角也為2π-2θ，運動時間t

2π-2θ

2π

T，同理，負離子運動時間t=

2θ

2π

T，顯然時間不等．故A錯誤，B正確．
C、正負離子在磁場中均做勻速圓周運動，速度沿軌跡的切線方向，根據圓的對稱性可知，重新回到邊界時速度大小與方向相同．故C正確．
D、根據幾何知識得知重新回到邊界的位置與O點距離S=2rsinθ，r、θ相同，則S相同．故D正確．
故選BCD．

點評：解決本題的關鍵掌握帶電粒子在磁場中運動的半徑公式和周期公式，根據幾何關系求出回到邊界時離O點的距離；利用對稱關系判斷回到邊界時速度的方向；