题目内容
【题目】在中美贸易战中,中兴的遭遇告诉我们,要重视芯片的自主研发工作,而芯片的基础工作在于半导体的工艺。如图所示,在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入方向垂直纸面向里、宽度为D的匀强磁场区域,其中离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出。已知P+和P3+的质量均为m,而电量分别为e和3e(e表示元电荷)。
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)求P3+在磁场中转过的角度φ。
【答案】(1)(2)60°
【解析】
(1)对离子P+在电场中的加速运动,由动能定理: ,
在磁场中由洛伦兹力提供向心力: ,
由几何关系可得:r1sinθ=D
联立各式解得:匀强磁场的磁感应强度B的大小为:;
(2)对离子P3+在电场中的加速运动,由动能定理:,
在磁场中,洛伦兹力提供向心力:
由几何关系可得:r2sinφ=D,
联立以上各式解得:P3+在磁场中转过的角度φ=60°;
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