Question

一道物理题

一道物理题带电粒子在磁场中的运动轨迹怎么画的啊，如图，为什么正电荷时是画成四分一圆弧，负电荷时却是四分三圆弧

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Answer 1

因为正电荷与负电荷在进入磁场后所受的洛伦兹力的方向正好相反，则使电荷运动方向向完全相反的方向偏移。
对于此题来说，正电荷进入磁场后受洛伦兹力方向向上，在此力的作用下电荷的入射角（又称运动方向矢量，与磁场界面的法线的夹角）越来越大。如果不使电荷飞出NN'界面的话，则正电荷到达NN'界面时的入射角正好是90度（与NN'界面平行），然后当射出MM'界面时的入射角是135度。所以电荷的运动方向矢量是从45度--> 135度，角度的变化为90度，--> 四分一圆弧;
而负电荷进入磁场后所受的洛伦兹力的方向向下，在此在此力的作用下电荷的入射角（又称运动方向矢量，与磁场界面的法线的夹角）越来越小。如果不使电荷飞出NN'界面的话，则正电荷到达NN'界面时的入射角正好是-90度（与NN'界面平行），然后当射出MM'界面时的入射角是-225度。所以电荷的运动方向矢量是从45度--> -225度，角度的变化为270度，--> 四分三圆弧;

Answer 2

因为根据洛仑兹定理，运用左手定则，当带电粒子带正电荷时，带电粒子逆时针从上方飞出，考虑极端情况，即带电粒子恰好不从NN'飞出（此时带电粒子的速度达到最大值，如果它的速度小一些，则不会到达NN'——R=mv/qB），则其飞行轨迹与NN'相切。由于带电粒子在磁场中做圆周运动，所以其出射角等于入射角，因此只能运动1/4个圆周。
同理，当带电粒子带负电荷时，它顺时针从下方飞出。速度最大的情况还是飞行轨迹刚好了NN'相切，因此要旋转3/4个圆周了。

Answer 3

图中的图示与解析都没有错。
带正电的粒子进入磁场后，根据左手定则，它在磁场中沿逆时针方向运动，所以在磁场中的运动轨迹一定不到半个圆周；
而带负电的粒子进入磁场后，根据左手定则，它在磁场中沿逆时针方向运动，所以在磁场中的运动轨迹一定超过半个圆周；
明白了以上因素，后续就是画图，解数学图形问题了。

Answer 4

Answer 5

左手定则，兄弟