题目内容
【题目】如图所示，坐标轴y过半径为R的圆形区域的圆心，坐标轴x与该区域相切。AB为磁场圆的水平直径，P点到AB的距离为
。圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ。离子速度选择器的极板平行于坐标轴x，板间存在方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场Ⅰ，且电场强度大小为E，磁感应强度大小为B1。垂直坐标轴x放置的加速电场中的离子源M，紧靠右极板，可释放初速度为零的带电离子。离子在加速电场加速后恰好沿坐标轴x负方向匀速通过离子速度选择器，然后从P点射入圆形区域匀强磁场Ⅱ，并从坐标原点O射出磁场Ⅱ。已知加速电场的电压为U0。不计离子重力。求：
(1) 离子电性和比荷；
(2) 圆形区域内匀强磁场的磁感应强度B2；
(3) 离子在圆形区域匀强磁场中的运动时间。
【答案】(1) 
带正电 (2) 
(3) 
【解析】 (1)设离子电荷量为q，质量为m，在电场中加速后的速度为v，由动能定理得
……①
离子在速度选择器的运动可知
……②
联立①②解得 
由离子在圆形区域匀强磁场中的运动可知，离子带正电
(2)有几何关系可求得，离子在圆形区域匀强磁场中做圆周运动的半径为R，则
……③
联立①②③解得 
(3) 有几何关系可求得，离子在圆形区域匀强磁场中做圆周运动转过的角度为120°，
设离子在圆形区域匀强磁场中做圆周运动的周期为T，运动的时间为t
……④
……⑤
联立①②④⑤解得 
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