问题
选择题
注入工艺中,初速度可忽略的离子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,有一定的宽度的匀强磁场区域,如图所示,已知离子P+在磁场中转过=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.在内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
答案
BCD
磷离子和
电荷量之比为1:3,质量之比为1:1,根据加速度公式:
,可知两离子加速度之比为:1:3,A选项错误;离子在电场中加速,根据动能定理得:
,进入磁场后,磁场中做圆周运动,根据向心力公式:
,可得:
,可知两离子半径之比为:
,B选项正确;如图所示:
磷离子在磁场中运动有:
,则L=
,磷离子
半径为
,则
,
,即:磷离子
和
在磁场中转过的角度之比为1:2,C选项正确;离子在电场中加速,根据动能定理得:
,动能之比等于电荷量之比为:1:3,D选项正确。
【考点定位】本题考查了带电粒子在电场、磁场中的运动,匀速圆周运动知识,本题是边界问题,关键是画出粒子的运动轨迹,运用几何知识求解,难度较难。