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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,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示。已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时,离子P+和P3+(　　)

A.在电场中的加速度之比为1∶1

B.在磁场中运动的半径之比为∶1

C.在磁场中转过的角度之比为1∶2

D.离开电场区域时的动能之比为1∶3


【解题指南】解答本题可按以下思路进行:

(1)正离子在电场中,由于电场力的作用做加速运动;

(2)正离子在磁场中,洛伦兹力提供向心力,做圆周运动。

【解析】选B、C、D。磷离子P+和P3+的质量相等,在电场中所受的电场力之比为1∶3,所以加速度之比为1∶3,A项错误;离开电场区域时的动能之比为1∶3,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,由动能定理可得,离开电场区域时的动能之比为它们的带电量之比,即1∶3,D项正确;在磁场中做圆周运动时洛伦兹力提供向心力qvB=m,可得r=,==,B项正确;设P+在磁场中的运动半径为R,由几何知识可得磁场的宽度为R,而P3+的半径为R,由几何知识可得P3+在磁场中转过的角度为60°,P+在磁场中转过的角度为30°,所以磷离子P+和P3+在磁场中转过的角度之比为1∶2,C项正确。


练习册系列答案
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A．1×109kW·h　   B．1×1010kW·h    C．1×1011kW·h      D．1×1012 kW·h

冬季有一种雪上“俯式冰橇”滑溜运动,运动员从起跑线推着冰橇加速一段相同距离,再跳上冰橇自由滑行,滑行距离最远者获胜,运动过程可简化为如图所示的模型,某一质量m=20kg的冰橇静止在水平雪面上的A处,现有质量M=60kg的运动员,用与水平面成θ=37°角的恒力F=200N斜向下推动冰橇,使其沿AP方向一起做直线运动,当冰橇到达P点时运动员迅速跳上冰橇与冰橇一起运动(运动员跳上冰橇瞬间,运动员和冰橇的速度不变)。已知AP距离为s=12m,冰橇与雪面间的动摩擦因数为0.2,不计冰橇长度和空气阻力。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

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C.9×10-3J             D.9×10-3J

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