問題詳情:
如圖所示,有一對平行金屬板,兩板相距爲0.05m.電壓爲10V;兩板之間有勻強磁場,磁感應強度大小爲B0=0.1T,方向與金屬板面平行並垂直於紙面向裏.圖中右邊有一半徑R爲0.1m、圓心爲O的圓形區域內也存在勻強磁場,磁感應強度大小爲,方向垂直於紙面向裏.一正離子沿平行於金屬板面,從A點垂直於磁場的方向*入平行金屬板之間,沿直線*出平行金屬板之間的區域,並沿直徑CD方向*入圓形磁場區域,最後從圓形區域邊界上的F點*出.已知速度的偏向角,不計離子重力.求:
(1)離子速度v的大小;
離子的比荷;
【回答】
解:(1)離子在平行金屬板之間做勻速直線運動,洛侖茲力與電場力相等,即:
B0qv=qE0,
解得:v=2000m/s
在圓形磁場區域,離子做勻速圓周運動,由洛侖茲力公式和牛頓第二定律有:
由幾何關係有:
離子的比荷爲:
(3)弧CF對應圓心角爲θ,離子在圓形磁場區域中運動時間t,
解得:
答:(1)離子速度v的大小爲2000m/s;
離子的比荷爲2×104C/kg;
(3)離子在圓形磁場區域中運動時間t爲9×10﹣5s.
知識點:質譜儀與迴旋加速器
題型:計算題