如图所示,在NOQ范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场I,在MOQ范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场Ⅱ,M、O、N在一条直线上,∠MOQ=60°,这两个区域磁场的磁感应强度大小均为B.离子
◎ 题目
如图所示,在NOQ范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场I,在MOQ范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场Ⅱ,M、O、N在一条直线上,∠MOQ=60°,这两个区域磁场的磁感应强度大小均为B.离子源中的离子带电荷量为+q,质量为m,通过小孔O1进入两板间电压为U的加速电场区域(可认为初速度为零),离子经电场加速后由小孔O2射出,再从O点进入磁场区域I,此时速度方向沿纸面垂直于磁场边界MN不计离子的重力. (1)若加速电场两板间电压U=U0,求离子进入磁场后做圆周运动的半径R0 (2)在OQ上有一点P,P点到O点距离为若离子能通过P点,求加速电压U和从O点到P点的运动. |
◎ 答案
(1)离子在电场中加速时,根据动能定理得 qU0=
电子在磁场中运动时,由洛伦兹力提供向心力,则有 qv0B=m
联立解得,R0=
(2)离子进入磁场时的运动轨迹如图所示,由几何关系可知
要保证离子通过P点,必须有 L=nR 解得,U=
又离子运动的周期为 T=
则离子从O点到P点的运动时间为 t=n?
答:(1)离子进入磁场后做圆周运动的半径R0为
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