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电场.一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器.能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子.又沿着与电场垂直的方向.立即进入场强大小为的偏转电场.最后打在照相底片上.已知同位素离子的电荷量为(＞0).速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为的匀强电场和磁感应强度大小为的匀强磁场.照相底� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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电场。一束同位素离子流从狭缝S₁射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S₂射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为的偏转电场，最后打在照相底片上。已知同位素离子的电荷量为(＞0)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为的匀强电场和磁感应强度大小为的匀强磁场，照相底片与狭缝S₁、S₂的连线平行且距离为，忽略重力的影响。

(1)求从狭缝S₂射出的离子速度的大小；

(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度方向飞行的距离为，求出与离子质量之间的关系式(用、、、、、L表示)。

（1）

(2)

解析:

本题考查了带电粒子在复合场中的平衡问题、匀强电场中的运动和考生综合分析能力。

（1）能从速度选择器射出的离子满足

①

所以 ②

(2)离子进入匀强偏转电场E后做类平抛运动，则

③

④

由牛顿第二定律得 ⑤

由②③④⑤解得

【方法提炼】根据物体的受力特点和运动特点把物体运动分为几个不同过程，针对不同的过程选择合适的物理规律来处理。该题把粒子的运动分为带电粒子在复合场中的匀速直线运动和带电粒子在电场中的类平抛两个过程，然后根据共点力的平衡和类平抛运动的规律来处理。

练习册系列答案

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（2010?福建）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电场．一束同位素离子流从狭缝S₁射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S₂射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为E的偏转电场，最后打在照相底片D上．已知同位素离子的电荷量为q（q＞0），速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E₀的匀强电场和磁感应强度大小为B₀的匀强磁场，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．
（1）求从狭缝S₂射出的离子速度v₀的大小；
（2）若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v₀方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式（用E₀、B₀、E、q、m、L示）．

如图所示的装置，左半部为速度选择器，其有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B₀，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里，图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域，区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里。一电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，然后沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径EF方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的G点射出，已知弧所对应的圆心角为。不计重力，求：

（1）离子速度的大小；

（2）离子的质量。

（15分）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电场．一束同位素离子流从狭缝S₁射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S₂射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为E的偏转电场，最后打在照相底片D上．已知同位素离子的电荷量为q(q>0)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E₀的匀强电场和磁感应强度大小为B₀的匀强磁场，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．

(1)求从狭缝S₂射出的离子速度v₀的大小；

(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v₀方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式(用E₀、B₀、E、q、m、L表示)．

(15分)

(1)求从狭缝S₂射出的离子速度的大小；

(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度方向飞行的距离为，求出与离子质量之间的关系式(用、、、、、L表示)。

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