题目内容
（16分）利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如图所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场，A处有一狭缝。离子源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场，运动到GA边，被相应的收集器收集。整个装置内部为真空。已知被加速的两种正离子的质量分别是
和
，电荷量均为
.加速电场的电势差为
，离子进入电场时的初速度可以忽略.不计重力，也不考虑离子间的相互作用。
(1)求质量为的离子进入磁场时的速率
；
(2)当磁感应强度的大小为B时，求两种离子在GA边落点的间距
.
【答案】
(1) 
（6分）
(2)
（10分）
【解析】
试题分析：(1)加速电场对离子
做功,由动能定理：
解得：
①
(2)由牛顿第二定律和洛伦兹力公式：
，得:
，
利用①式得离子在磁场中的轨道半径分别为：
，
②
两种离子在GA上落点的间距：
③
考点：本题考查了带电粒子在磁场中的运动、牛顿第二定律、动能定理、匀速圆周运动.
练习册系列答案
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（2011?北京）利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用．如图所示的矩形区域ACDG（AC边足够长）中存在垂直于纸面的匀强磁场，A处有一狭缝．离子源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场，运动到GA边，被相应的收集器收集．整个装置内部为真空．已知被加速的两种正离子的质量分别是m1和m2（m1＞m2），电荷量均为q．加速电场的电势差为U，离子进入电场时的初速度可以忽略．不计重力，也不考虑离子间的相互作用．
利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用．
