利用電場和磁場,可以將比荷不同的離子分開,這種方法在化學分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用.如圖所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強磁場,A處有一狹縫.離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場,運動到GA邊,被相應(yīng)的收集器收集.整個裝置內(nèi)部為真空.

已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是m1和m2(m1>m2),電荷量均為q.加速電場的電勢差為U,離子進入電場時的初速度可以忽略.不計重力,也不考慮離子間的相互作用.

(1)求質(zhì)量為m1的離子進入磁場時的速率v1;

(2)當磁感應(yīng)強度的大小為B時,求兩種離子在GA邊落點的間距.

 

【答案】

(1)  (2)

【解析】

試題分析:(1)電場中電場力做功使得粒子動能變化,根據(jù)動能定理,,所以

(2)根據(jù)洛倫茲力提供向心力則有,即可知,其中,,因此

考點:電場對帶電粒子的加速,磁場改變了粒子的運動方向

點評:此類題型屬于典型的帶電離子的多過程問題,因此更要注意解題的程序:定圓心、畫軌跡、找半徑。通常只要能夠順利找出粒子的軌跡,那么得到等式并算出結(jié)果就容易實現(xiàn)了。

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?北京)利用電場和磁場,可以將比荷不同的離子分開,這種方法在化學分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用.如圖所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強磁場,A處有一狹縫.離子源產(chǎn)生的離子,經(jīng)靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場,運動到GA邊,被相應(yīng)的收集器收集.整個裝置內(nèi)部為真空.已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是m1和m2(m1>m2),電荷量均為q.加速電場的電勢差為U,離子進入電場時的初速度可以忽略.不計重力,也不考慮離子間的相互作用.
(1)求質(zhì)量為m1的離子進入磁場時的速率v1;
(2)當磁感應(yīng)強度的大小為B時,求兩種離子在GA邊落點的間距s;
(3)在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響,實際裝置中狹縫具有一定寬度.若狹縫過寬,可能使兩束離子在GA邊上的落點區(qū)域交疊,導致兩種離子無法完全分離.設(shè)磁感應(yīng)強度大小可調(diào),GA邊長為定值L,狹縫寬度為d,狹縫右邊緣在A處.離子可以從狹縫各處射入磁場,入射方向仍垂直于GA邊且垂直于磁場.為保證上述兩種離子能落在GA邊上并被完全分離,求狹縫的最大寬度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)利用電場和磁場,可以將比荷不同的離子分開,這種方法在化學分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用.
如圖所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強磁場,A處有一狹縫.離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場,運動到GA邊,被相應(yīng)的收集器收集.整個裝置內(nèi)部為真空.
已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是m1和m2(m1>m2),電荷量均為q.加速電場的電勢差為U,離子進入電場時的初速度可以忽略.不計重力,也不考慮離子間的相互作用.
(1)求質(zhì)量為m1的離子進入磁場時的速率v1;
(2)當磁感應(yīng)強度的大小為B時,求兩種離子在GA邊落點的間距.

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科目:高中物理 來源:2013屆黑龍江省哈爾濱第三十二中學高三上學期期末考試物理試卷(帶解析) 題型:計算題

利用電場和磁場,可以將比荷不同的離子分開,這種方法在化學分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用.如圖所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強磁場,A處有一狹縫.離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場,運動到GA邊,被相應(yīng)的收集器收集.整個裝置內(nèi)部為真空.
已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是m1和m2(m1>m2),電荷量均為q.加速電場的電勢差為U,離子進入電場時的初速度可以忽略.不計重力,也不考慮離子間的相互作用.

(1)求質(zhì)量為m1的離子進入磁場時的速率v1;
(2)當磁感應(yīng)強度的大小為B時,求兩種離子在GA邊落點的間距.

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科目:高中物理 來源:2013-2014學年重慶市高三上期期末訓練物理試卷(解析版) 題型:計算題

(16分)利用電場和磁場,可以將比荷不同的離子分開,這種方法在化學分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。如圖所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強磁場,A處有一狹縫。離子源產(chǎn)生的離子,經(jīng)靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場,運動到GA邊,被相應(yīng)的收集器收集。整個裝置內(nèi)部為真空。已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是,電荷量均為.加速電場的電勢差為,離子進入電場時的初速度可以忽略.不計重力,也不考慮離子間的相互作用。

(1)求質(zhì)量為的離子進入磁場時的速率;

(2)當磁感應(yīng)強度的大小為B時,求兩種離子在GA邊落點的間距.

 

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