Question

【题目】如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转磁场．一束同位素离子（质量为m，电荷量为＋q）流从狭缝S1射入速度选择器，速度大小为v0的离子能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出，立即沿水平方向进入偏转磁场，最后打在照相底片D上的A点处．已知A点与狭缝S2的水平间距为，照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L，忽略重力的影响．则

（1）设速度选择器内部存在的匀强电场场强大小为E0，匀强磁场磁感应强度大小为B0，求E0∶B0；

（2）求偏转磁场的磁感应强度B的大小和方向；

（3）若将右半部的偏转磁场换成方向竖直向下的匀强电场，要求同位素离子仍然打到A点处，求离子分别在磁场中和在电场中从狭缝S2运动到A点处所用时间之比t1∶t2．

Answer 1

【答案】（1）v0（2），磁场方向垂直纸面向外（3）

【解析】

（1）能从速度选择器射出的离子满足

qE0=qv0B0

所以

E0∶B0=v0

（2）离子进入匀强偏转磁场后做匀速圆周运动，由几何关系得：

则

由

则

磁场方向垂直纸面向外

（3）磁场中，离子运动周期

运动时间

电场中，离子运动时间

则磁场中和在电场中时间之比