Question

如图所示，x轴的上方有垂直纸面向里的匀强磁场，有两个质量相同、电量相等的带正、负电的离子（不计重力），以相同速度从O点射入磁场中，射入方向与x轴正向夹角均为θ角．则下列关于正负离子在磁场中运动的说法错误的是（ ）
A．运动时间相同
B．运动轨迹的半径相同
C．回到x轴时速度大小和方向均相同
D．回到x轴时距O点的距离相等

Answer

首先画出正负离子的轨迹图，对弧线进行分析，由题意可知，两个弧线半径相等，可判断选项B的正误；由图可知正负离子的偏转角分别是2π-2θ和2θ，由此可判断出回到x轴时速度大小和方向均相同；两个弧线所对的弦相等，可判断回到x轴时距O点的距离相等；从偏转角上可判断运动时间是否相等．
【解析】

这两个正负离子以与x轴成θ角射入有界磁场后，由左手定则可判断，正离子沿逆时针方向旋转，负离子以顺时针方向旋转．
如图所示．因离子电量和质量都相同，所以正负离子的轨迹半径和周期都相同；
经几何分析可知，负离子转过的角度为2θ，正离子转过的角度为2π-2θ，从而可判断两端圆弧所对应的弦相等，可判断回到x轴时距O点的距离相等；正负离子再次回到x轴时，速度方向正离子改变了2π-2θ，负离子改变了2θ，再加之洛伦兹力只是改变速度的方向，不改变速度的大小，故可知回到x轴时速度大小和方向均相同；因正负离子的偏转角度不同，所以在磁场中的运动时间不同．所以选项BCD是正确的，选项A错误．
本题选错误的，故选A．