Question

【題目】如圖所示，從離子源產生的某種離子，由靜止經加速電壓U加速后在紙面內水平向右運動，自M點垂直于磁場邊界射入勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度為B，磁場左邊界豎直。已知離子射入磁場的速度大小為v，并在磁場邊界的N點射出；不計重力影響和離子間的相互作用。

（1）判斷這種離子的電性；

（2）求這種離子的荷質比

（3）求MN之間的距離d。

Answer 1

【答案】（1）正電（2）（3）

【解析】

（1）根據離子在磁場中的偏轉方向應用左手定則判斷離子電性。

（2）離子在加速電場中加速，應用動能定理可以求出離子的比荷。

（3）離子在磁場中做圓周運動，應用牛頓第二定律求出離子軌道半徑，然后求出MN間的距離。

（1）由題意可知，離子在磁場中向上偏轉，離子剛進入磁場時所受洛倫茲力豎直向上，由左手定則可知，離子帶正電；

（2）離子在電場加速過程，由動能定理得：

解得，離子核質比為：

（3）離子進入磁場做勻速圓周運動，

由牛頓第二定律得：

MN間的距離：

解得：。