题目内容

7.在离子注入工艺中,初速度可忽略的铊离子Tl+和Tl3+,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1:1B.在磁场中运动的半径之比为$\sqrt{3}$:1
C.在磁场中转过的角度之比为1:1D.离开电场区域时的动能之比为1:3

分析 在电场的加速度根据牛顿第二定律分析.由动能定理得到电场加速获得的速度,由半径公式r=$\frac{mv}{qB}$,求解在磁场中运动的半径之比.根据几何关系求解在磁场中转过的角度之比.

解答 解:A、在电场中,由牛顿第二定律得 a=$\frac{qE}{m}$
离子P+和P3+的质量相等,电量之比是1:3,则加速度之比为1:3,故A错误.
BD、根据动能定理得:Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=qU,则得离开电场区域时的动能之比为1:3,速度之比为1:$\sqrt{3}$
在磁场中,由半径公式r=$\frac{mv}{qB}$,知半径之比为$\sqrt{3}$:1,故B、D正确.
C、由在磁场中轨迹半径不同,磁场宽度相同,根据几何关系可知在磁场中转过的角度不等,故C错误.
故选:BD

点评 本题为带电粒子在电场、磁场中的运动类题目,运用动能定理研究加速获得的速度和动能、由牛顿第二定律和向心力知识研究轨迹半径是常用的方法.

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