Question

【题目】如图所示，从离子源产生的某种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B，磁场左边界竖直。已知离子射入磁场的速度大小为v，并在磁场边界的N点射出；不计重力影响和离子间的相互作用。

（1）判断这种离子的电性；

（2）求这种离子的荷质比

（3）求MN之间的距离d。

Answer 1

【答案】（1）正电（2）（3）

【解析】

（1）根据离子在磁场中的偏转方向应用左手定则判断离子电性。

（2）离子在加速电场中加速，应用动能定理可以求出离子的比荷。

（3）离子在磁场中做圆周运动，应用牛顿第二定律求出离子轨道半径，然后求出MN间的距离。

（1）由题意可知，离子在磁场中向上偏转，离子刚进入磁场时所受洛伦兹力竖直向上，由左手定则可知，离子带正电；

（2）离子在电场加速过程，由动能定理得：

解得，离子核质比为：

（3）离子进入磁场做匀速圆周运动，

由牛顿第二定律得：

MN间的距离：

解得：。