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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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.

(1)求质量为m₁的离子进入磁场时的速率v₁；
(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.

（1）（2）

解析试题分析：（1）电场中电场力做功使得粒子动能变化，根据动能定理，，所以
（2）根据洛伦兹力提供向心力则有，即可知，其中，，因此
考点：电场对带电粒子的加速，磁场改变了粒子的运动方向
点评：此类题型属于典型的带电离子的多过程问题，因此更要注意解题的程序：定圆心、画轨迹、找半径。通常只要能够顺利找出粒子的轨迹，那么得到等式并算出结果就容易实现了。

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．
（1）求质量为m₁的离子进入磁场时的速率v₁；
（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s；
（3）在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置中狭缝具有一定宽度．若狭缝过宽，可能使两束离子在GA边上的落点区域交叠，导致两种离子无法完全分离．设磁感应强度大小可调，GA边长为定值L，狭缝宽度为d，狭缝右边缘在A处．离子可以从狭缝各处射入磁场，入射方向仍垂直于GA边且垂直于磁场．为保证上述两种离子能落在GA边上并被完全分离，求狭缝的最大宽度．

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．
（1）求质量为m₁的离子进入磁场时的速率v₁；
（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．

（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.

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.

(1)求质量为m₁的离子进入磁场时的速率v₁；

(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.

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