例1 质子和α粒子由静止出发经过同一加速电场加速后,沿垂直磁感线方向进入同一匀强磁场,则它们在磁场中的各运动量间的关系正确的是( )
A.速度之比为2∶1 B.周期之比为1∶2
C.半径之比为1∶2 D.角速度之比为1∶1
解析 由qU=mv2
qvB=
得r=,而mα=4mH,qα=2qH,故rH∶rα=1∶,又T=,故TH∶Tα=1∶2.同理可求其他物理量之比.
答案 B
二、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动分析
在研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,着重把握"一找圆心,二求半径,三定时间"的方法.
1.圆心的确定方法:两线定一"心"
(1)圆心一定在垂直于速度的直线上.
如图2甲所示,已知入射点P(或出射点M)的速度方向,可通过入射点和出射点作速度的垂线,两条直线的交点就是圆心.
图2
(2)圆心一定在弦的中垂线上.
如图乙所示,作P、M连线的中垂线,与其一速度的垂线的交点为圆心.
2.求半径
方法(1) 由公式qvB=m,得半径r=;
方法(2) 由轨迹和约束边界间的几何关系求解半径r.